Реагент для обработки глинистых буровых растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 15 С 09 2 ЕТЕНИЯ П ИЕИ Хара ктетабл. 1,СЛ (л ют ещеичеств ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин.и буровым растворам(56) Авторское свидетельство СССР М 1120008, кл, С 09 К 7/02, 1984.Городнов В.Д, Физико-химические методы предупреждения осложнений в бурении, М., 1984, с, 113.Авторское свидетельство СССР М 590325, кл. С 09 К 7/02, 1976.(54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к рецептурам буровых растворов и реагентов для их обработки.Цель изобретения - улучшение качества буровых растворов за счет снижения фильтрации буровых растворов в условиях высокой солевой агрессии (присутствие солей одновалентных металлов - 260 йаО и солей двухвалентных металлов) 2 СаС и высокой температуры (до 210 С) при одновременном повышении растворимости реагента.Реагент включает, мас.: карбоксиметилцеллюлозу 90 - 97,5 и олигоэтиленоксидсульфонатйа 2,5 - 10,0,(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, Цель - улучшение качества буровых растворов за счет снижения их фильтрации при одновременно повышении растворимости реагента. Реагент содержит следующие компоненты при их соотнОшении, мас. : карбоксиметилцеллюлоза 90 - 97,5, олигоэтиленоксидсульфонат йа 2,5 - 10,0. Последний используют в качестве модифицирующей добавки. Данный реагент представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации 640 - 680, Реагент готовят простым смешиванием входящих в него компонентов. Использование данного реагента позволяет сократить расход реагентов, повысить скорость растворения реагента и снизить токсичность раствора.3 табл. тика реагентов приведена П р и м е р (образец 3). 100 г целлюлозы обрабатывают 75 г 25 ного раствора гидроксида натрия мешивании в течение 1 ч. Получен отжимают до кратности 2,8 и сме 60 г монохлорацетата натрия. В ученной смеси вводят 5 г ОЭОС мешивают ее в течение 1 модифицированную алкилирован выгружают на дозревание (сушку 80 С в течение 2 ч.Аналогично примеру 1 получа образца, отличающиеся только кол древеснои -го водпри переную смесь шивдют с 95 г пол- Н и переч. Затем ную смесь ) при 70добавки алигоэтиленоксидсульфоната ОЗОСН.Пример 6 характеризует пример использование КМЦ без модифицирования фазовый обьект), пример 7 характеризует 5 известный реагент - карбофен.Данный реагент представляет собой порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, со степенью полимеризации 640 - 680, т,е, близок к КМЦ. 10ОЭОСН производится в настоящее время в опытном масштабе в соответствии с техническими требованиями.ОЗОСН содержит концевые гидроксильные и сульфатную группы: 15 Н Н 2 К 2 О п СК", СНСН ОНЯО,Иа 20 где п=8 - 10,Способ получения ОЭОСН заключаетсяв обработке моноглицидилового эфира олигоэтиленоксида 20 - 25%-ным водным раствором пиросульфита натрия при 90 - 95 С в 25течение 4-5 ч.Примеры олигомеров с различной молекулярной массой,СП Содержание ЯОзйагрупп, мас % Содержание гид- роксильных групп,Молекулярная масса м% 35 8 530 16 6 60 10 618 194 80 В табл. 2 показано влияние реагентов 55 на свойства буровых растворов. Наименьшее ее значение при температуре 210 С обеспечивает образец 4, содержащий 10% ОЗОСН-Ф=- 35 см, Эта же закономерностьзпрослеживается и при исследовании эавиОЗОСН представляет собой вязкуюжидкость со значением динамической вязкости 40-50 Па с,Оценку эффективности реагента осуществляли по фильтрационным свойствам раствора, так как они в значительной степениопределяют устойчивость пород, процесс 45разрушения их долотом и состояние призабойной эоны продуктивных пластов, Фильтрацию определяли на приборе ВМсизбыточным давлением 0,1 МПа, Более четкое различие в эффективности модифицированного реагента проявляется присопоставлении величин "горячей" фильтрации растворов,симости "горячей" фильтрации от степени полимеризации. Максимальная величина степени полимеризации у этого же образца 680. Минимальная величина степени полимеризации и наибольшее значение фильтрации у образца КМЦ, не содержащего добавки ОЭОСН, 570. Причину данного явления следует искать в специфических взаимодействиях звеньев КМЦ с ОЭОСН, которые приводят к укрупнению ("сшивке") макромолекул КМЦ, Это может быть происходит в результате перераспределения меж- и внутримолекулярных водородных связей в нативной целлюлозе на стадии алкилирования в процессе ее синтеза, В процессе алкилирования целлюлозы облегчается проникновение молекул ОЭОСН между волокнами целлюлозы, находящейся в набухшем разрыхленном состоянии, глубоко затрагивая структуРу,При простом смешении КМЦ и ОЭОСН видимо не может произойти в полной мере специфического взаимодействия ОЭОСН с макромолекулами КМ Ц ввиду того, что молекулы КМЦ имеют уже сформированную структуру (как и при введении ОЭОСН на стадии сушки ал килирован ной целлюлозы), доступ к которой модифицирующей добавки ОЭОСН затруднен. При комбинированной обработке бурового раствора реагентами КМЦ и ОЭОСН (РИ) при высокой температуре 210 С показатель фильтрации/Ф"гор"- 129 см /бурового раствора заметно растет,зт.е. простого смешения компонентов недостаточно,В табл. 3 показаны свойства растворов, Таким образом, введение модифицирующей добавки ОЭОСН на стадии синтеза КМЦ способствует повышению термостабильности КМЦ, Термостойкость реагента значительно повышается (на 30 - 60 С) в агрессивной среде, в присутствии солей одно- и двухвалентных металлов и высокой температуры до 210 С. Показатели фильтрации раствора с модифицированными образцами в 2 - 4 раза ниже, чем с известными реагентами (табл. 2). Кроме того, сократится время на приготовление раствора за счет повышения скорости его растворения в воде,Действие модифицированного реагента устойчиво и длительно, что сокращает число повторных обработок, расход реагентов и материалов, Таким образом, предлагаемый реагент позволяет повысить термосолестойкость КМЦ, сократить расход реагентов, повысить скорость растворения реагента и снизить токсичность раствора, что является важным в целях охраны окружающей среды.1655967 Т а б л сс с а 1 Пример Показатели реягеита Преглдгаем;сП рсагеитКачпаиеитиае соатиасясчие КМ с ОЭОС Известсслса рсасеит 97,5:2,5 95,0 с 50 о 8,0:2,0 90,0:1 0,0 89.11 К 70 Карбо 4 сесс КтПили стилеигликал Образец 1 Образец 2 Образец 4 Образец 3 Образец 5 Образец 6 Образец 7 Опраэец 8 иевиив п оров Парапс76 77 Гтепспь эяясевеиияСтепень пс псасерисссиии 670 60 90 еСодервапистпя, Х иапиаг 49,0 98,0 50 9,5 49,0 96,8 Рссстяарцмсэсть, 7. 98,5 99,7,9,0 Время поли го растаредгеита в всадя, и ис 5,50 фильтрация миисрялизопа.смогараствора (252 Ка 01 и 2; Сдс ) эа тарчастагсиапассия, смз 5 5,5 6,5 8,5 Фссплтрдсссся чииердлиэовяиссаго раствор.с (254 дГ 1 и 2 ГдС 1 ) после прагрсяя ари 2 Од:, смэ 8,5,5 6,78,0 1Горячая" 4 ссспьтрвссгя и пизаявсисга рас свара ( и 22 СдС ) при 210 ьС леиии 4 181 я ииера Мя и ддв 36 55 78 Прим 7-9) и и е. Б р воа рас" в адеркит 57, бгитоинтоваг си,с (абрдэ Формула изобретения Реагент для обработки глинистых буровых растворов на основе карбокси- метилцеллюлозы, включающий модифицирующую добавку, привитую на стадии алкилирования в процессе синтеза карбоксиметилцеллюлозы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества буровых растворов за счет снижения их фильтрации при одновременном повышении растворимости реагента, в качестве модифицирующей добавки он содержит олигозтиленоксидсульфонат натрия общей форму-.лы НО (СН СН 201 п СН 2 СНСН 2 ОНЯОЕд где п=8 - 10при следующем соотношении компонентов, 10 мас,:Карбоксиметилцеллюлоза 90-97,5 Олигозтиленоксидсульфонат (ча 2,5-10,08 1655967 О ьп Состанраствор Ревгент Технологические параметры 1 римечание бравени табл. Ф нгоро обавка,У см1655967 10 рололаеиие табл.211 8 9 1 О 5 6 7 1,19 9,5 16 Каисгтный реагеиткарбобей 5,0 о 20 13 7,9 14 1,19 150 1,19 1 О 7,5 210 16 1,19 210 9,517 Кавестный реагеитйКИ + попнатиленглнколь 1,20 20 5,5 10 1,20 7,4 20 102 6,8 160 1,20 66 210 16 1,20 6,5 88 2 О 210 базовый обьект ЕКИ 2 1,20 9,5 15 8,5 1,20 7,5 7,3 29 115 150 210 1,20 6,7 192 ео 16 1,20 1,20 108 230 210 17 Известный реагент:КК 11 ь полиэтиленглнколь 9,5 8,5 20 16 7,4 1,20 110 23 150 1,20 6,5 80 180 210 6,4 1,20 04 225 210 Таблица 3 Свойства раствора Реагент Темпера- Фзеотура, С смк Примечание Ф "ГОР", т УВ,0 РНЮОсм г/см Р 1 Преллагаемый реаг ент 150 5,1,2,0 РЧ 1 Известный 8,0 Еарбофен7,2 6,0 1,7,0 1,17 8 Составитель Г,СапроноваРедактор М.Недолуженко Техред М,Моргентал Корректор Э,Л чака Заказ 2029 Тираж 424 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5150 210 9,515,5 10,5 1 9,5 46,0 24,0 Ь,О 42 13,078 20,0 100 129,0 108,0 1,21 1,20 1,20 Син аге СУИ ениетови ОЭ реадинции)ре