Способ получения известково-битумного раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1% 110 7 ЛИН 9 К 7/06 СА ТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ б 9, 3 ВЕСТ КОБО-БИ(54)ТУМНО (57)нию н еь епь з обретения - повышструктурно-механзвестково-битумны смаических х растворов зочных свой ст (ИБР) .Спо ного р зельно ко во-биешеиие дикисл енж соб получения изве аствора включает с го топлива,с высок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Рязанов Я,А. Справочник по уровым растворам. М.: Недра, 197с. 215.Булатов А.И. и др. Технологияпромывки скважин. М.: Недра, 1981,с. 120. ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИО РАСТВОРАзобретение относитсянефть и газ. Цель изповышение смазочных 1Изобретение относится к буровым растворам, применяемым при бурении на нефть и газ, в частности к буро растворам на углеводородной основе (РУО), и может быть использовано к нефтегазодобывающей прожшленности а также при геолого-разведочных ра турко-механических свойств известково-битумного р аствора. Из вестковобитумный раствор готовится путем смешения дизельного топлива с высокоокиссленным битумом, негашеной известью,водой исульфонолом, Высокоокисленный:битум перед смешением с другими компонентами раствора обрабатывают соляры меди при 140-150 С с перемешиванием в течение 45-60 мин, Соль медииспользуют в кол-ве, обеспечивающемсодержание ионов меди в высокоокисф.ленном битуме от 1,2 до 1,8 мас,Е,Использование данного способа позволяет повысить стойкость долот,с негерметизированной опорой и проходку надолото, а одновременное повышениеструктурно-механических свойств раствора позволяет улучшить его качествои сократить .расход химреагентов приприготовлении. 4 табл,битумом, введение.в полученную смес негашеной извести, воды и гибро,фобизатора твердой фазы причем высокоокисленный битум перед смешением с дизельным топливом обрабатывают солью.меди при 140-150 С в течение А 5 60 мин. Соль меди используют в количестве, обеспечивающем содержание ионов меди в высокоокисленном битуме от 1,2 до 1,8 мас.Х.В табл. 1 приведены результаты оценкисмазочных свойств ИБР с раз:личным содержанием ионов меди,В табл. 2, 3 и 4 приведены состанц и свойства ИБР, а также условияобработки высокоокисленного битума .солями меди.П р и м е р 1. Для приготовления1000 см бурового раствора берут560 г (6 мас.%) высокоокисленного биотума, нагревают его до 140 С, добавляют 3, 17 г (1,2 мас. %) медного купороса и смесь выдерживают в течение45 мин, поддерживая температуру смеси 140 ф С.По истечении 45 мин смесь охлаждают до 80 С и вводят 620 см (62 мас.7)дизельного топлива.Полученную смесь перемешивают.После получения однородной массы последовательно вводят 250 г (25 мас.%)негашеной иэ вести, 50 см (5 мас. %)воды и 20 см (2 мас.%) сульфонола.После дополнительного перемепивания 20гв течение 30 мин и получения однородной массы определяют смазочную способность и структурно-механические свойства полученного бурового раствора,Абсолютный износ шариков (смазочная способность) в полученном буровом растворе составляет 0,0087 мм,статическое напряжение сдвига эа 1и 10 мин 18,5/20,7 Па.П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что для приготовления1000 см бурового раствора берут130 г (13 мас.%) высокоокисленногобитума и 550 см (55 мас.7) дизельного топлива.35Все остальные операции проводяткак в примере 1. Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворесоставляет 0,0086 мм, статическоенапряжение сдвига за 1 и 10 мин 4019,3/21,0 Па,П р и м е р 3. Отличается от примера 1 тем, что дпя приготовления1000 см- бурового раствора берут200 г (20 мас.%) высокоокисленного 45битума и 480 см (48 мас.%) дизельного топлива.П р и м е р 4. Отличается от примера 1 тем, что для омеднения берут3,96 г (1,5 мас.%) медного купороса.Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет:сдвига за 1 и 10 мин 22,7/22,9 Па.1 П р и м е р 5. Отличается от при-,55мера:1 тем, что для омеднения берут4,75 г (1,8 мас.7) медного купороса.Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет 0,0087 мм, статическое напряжениесдвига з а 1 и 10 мин 22, 1/23,0 Па.П р и м е р 6. Отличается от примера 1 тем, что омеднение высокоокисленного битума производят при155 С.Абсолютный износ шариков в полученном буровом р аст воре сост авляет0,0083 мм, статическое напряжениесдвига за 1 и 1 О мин 19,5/20,9 Па.Пр и м е р . Отличается от примера 1 тем, что омеднение производятпри 150 С.Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет0,0082 мм, статическое напряжениесдвига за 1 и 10 мин 20,0/22,3 Па.П р и м е р 8. Отличается от примера 1 тем, что омеднение производятв течение 57 мин,Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет0,0082 мм, статическое напряжениесдвига эа 1 и 10 мин 19,8/21,3 Па,П р и м е р 9, Отличается от примера 1 тем, что омеднение производятв течение 60 мин,Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет0,0081 мм, статическое напряжениесдвига за 1 и 10 мин 19,9/21,5 Па.П р и м е р 10. Для приготовления1000 см бурового раствора берут60 г (6 мас.%) высокоокисленногообитума, нагревают его до 140 С, добавляют 1,55 г хлорида меди(1,2 мас.%,.Са ) и варят при непрерывном пер емешивании механическимспособом в течении 45 мин, поддерживая температуру смеси 140 С.По истечении 45 мин смесь охлаждао зют до 80 С и вводят 620 см(62 мас.%) дизельного топлива.Полученную смесь перемешивают.После получения однородной массы последовательно вводят 250 г (25,мас,%)негашеной извести, 50 см (5 мас,7)воды и 20 см (2 мас.%) сульфонола.,3После дополнительного перемешивания в течение 30 мин и получения однородной массы, определяют смазочнуюспособность и структурно-механические свойства полученного раствора.Абсолютный износ шариков в полученном буровом растворе составляет0,0086 мм, статическое напряжениесдвига за 1 и 10 мин составляет18,3/19,7 Па.147247 П р и м е р 11. Отличается от примера 10 тем, что для приготовления1000 см бурового раствора берут130 г (13 мас.7) высокоокисленногобитума, 3,26 г хлорида меди(1,2 мас, , Сц ) и 550 см (55 мас.7.)дизельного топлива,Все остальные операции проводяткак в примере 10, Абсолютный износ 10в полученном растворе 0,0086 мм, статическое напряжение сдвига за 1 и10 мин 19,1/20,3 Па.П р и м е р 12. Отличается от при.мера 10 тем, что для приготовления1000 см бурового раствора берут200 г высокоокисленного битума(1,2 мас. , Сц ) и 480 см (48 мас. )дизтоплива,20Все остальные операции как в примере 10. Абсолютный износ 0,0085 мм,статическое напряжение сдвига,.19,5/21,0 Па.П р и м е р 13. Отличается от при"г 5мера 10 тем, что дпя омеднения высокоокисленного битума берут 1,94 г хлорида меди (1,5 мас, ., Сц ).Абсолютный износ 0,0081 мм, статическое напряжение сдвига 21,2/22,6 Па.З 0П р и м е р 14. Отличается от примера 10 тем, что для омеднения берут.2,33 г хлорида меди (1,8 мас. ., Сц ).Абсолютный из нос О, 0085 мм, ст атическое напряжение сдвига 21,7/22,9 Па.35П р и м е р 15. Отличается от примера 1 О тем, что для омеднения берут2,43 г уксуснокислой меди (1,2 мас. .,Сцф) .Абсолютный износ 0,0087 мм, статическое напряжение сдвига 18,6/20,1 Па.П р и м е р 16. Отличается от примера 11 тем, что для омеднения берут5,26 г уксуснокислой меди (1,2 мас.3,Сц. 1. 45 Абсолютный износ 0,0085 мм, статическое напряжение сдвига 19,2/20,7 ПаП р и м е р 17. Отличается от при- мера 12 тем, что для омеднения берут 50 8,1 г уксуснокислой меди (1,2 мас.й, Сц ).Абсолютный износ 0,0083 мм, статическое напряжение сдвига 18,9/ 21,5 Па. 55П р и м е р 18. Отличается от примера 10 тем, что дпя омеднения берут 3,04 г уксуснокислой меди (1,5 мас.Х,6Абсолютный износ 0,0080 мм, статическое напряжение сдвига 21,5/21,9 Па,П р и м е р 19. Отличается от примера 10 тем, что для омеднения берут3,65 г уксуснокислой меди (1,8 мас. ,Сц ).Абсолютный износ 0,0084 мм, статическое напряжение сдвига 18,8/20,3 Па.Как видно из данных табл. 1, оптимальное содержание ионов меди вомедненном высокоокисленном битуменаходится в пределах 1,2-1,87., прикотором смазочные приспособленияраствора повьппаются в 2,6-2,9 раза,Введение в высокоокисленный битумионов меди менее 1,2 мас. о незначительно повышает смазочные и структурно-механические свойства раствора.Увеличение содержания ионов медиболее 1,8 Е снижает смазочные свойствабурового раствора.Экспериментально установлено, чтовведение в состав бурового растворадисперсной фазы менее 6 мас. . непозволяет получить буровой растворс необходимыми структурно-механическими свойствами, что приводит квыпадению в осадок твердой фазы, вчастности выбуриваемой горной породы.Введение дисперсной фазы более20 мас.ведет к сильному загущениюбурового раствора, что увеличиваетдавление прокачивания, а следовательно, гидравлическое сопротивление придвижении бурового раствора по цирку"ляционной системе. Эксперимент альнотакже установлено, что введение ионовмеди в высокоокисленньп битум притемпературе ниже 140 С не обеспечивает необходимую скорость протеканияреакций омеднения вследствие затруд-.ненной подвижности реакционной смеси, При температуре вьппе 150 С возможно самовозгорание смеси. Установлено, что время перемешивания 4560 мин, необходимо. строго выдерживать,так как при его уменьшении реакцияомеднения будет не полной, Перемешивание более 60 мин нецелесообразно вследствие неоправданных энергетических затрат, так как омеднение за45-60 мин, происходит достаточно:глубоко, Определение содержания ионовмеди в высокоокисленном битуме. производят путем титрования промывных водпосле завершения процесса омедненияизвестным аналитическим методом.1472476 Т аблица 1 Буровойнеутяжеленный Содержание б солютный изос шазменение маз очныхвойств оно ст еди иков, мм снижениебсолютноеличины итумеас. Е зноса шао 1 ИБ зобрет еи ормПримеч аизнос шариков базнят за 1,О. и е. Абсолютныйвого раствора пр Таблица 2росом е компонентов, условия омеднени и свойства полученных буровых битумаастворо Содера Примерыюаню олнения способа оказатели анв М аэ авм а ЮВаюаеа 2 б 13 55 20 25 5 5 5Смазочные свойства буровых растворов 1,абсолютный износ) определяют по изменению пятна износа шариков диаметром 7,94 мм,по известной методике.Структурно-механические свойства - статическое напряжение сдвига за 1 и 10 мин (1/10) определяог на приборе СНСпо известной методике.Повьппение смазочных способностей ИРБ. позволяет повысить стойкость долот с негерметизированной опорой и проходку на долото, а одновременное повышение СНС раствора позволяет улучшить его качество и сократить расход химреагентов при приготовле 2Способ получения известково-битумного раствора, вкпючающий смешение дизельного топлива с высокоокисленным битумом и последующее введение в полученную смесь негашеной извести .2 воды и гидрофобизатора твердой фазы, о т л и ч,а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения смазочных и структурно-мехаиических свойств, высокоокисленный битум перед смешением с дизельным топливом обрабатывают соСодержание компонентов вбуровом растворе, мас.ЬНысокоокисленный битумИзвестьВода .СульфоиолДизельное топливоКоны меди в высокоокиелениом битуме Уеловия омедненияТемпература омед"яевия, СИродолаитальноетьомвдневия, мивСаейетваАбеолвтный износ(емавопаа свойееа),лью меди при 140-150 С в течение 4560 мин, причем соль меди используютв количестве, обеспечивающем содержа. -ние ионов меди в высокоокисленномбитуме от 1,2 до 1,8 мас,7.1472476 Продолжение табл.2 Примеры выполнения способа Показатели б 7 " "7Ьеевататаи аветвиавиаа б 25 5 2 Остальное1,2 2 1,2 1,2 150 140 4557 55 60 0,0082 0,0082 0,0083 0,008 ТвблнцвЗСодержание компонентов, условия омеднеяия битума клоридоммеди н свойства полученных буровых растворов Примеры выполнения способа1 Показатели 6 25 5 2 Остальное13 255 2 Остальное 6 25 5 2 Остальное 1 21 ю 2 1,2 1,2 1,2 40 40 140 340 45 45 45 0,00860;0085 0,00810,00850,0086 18, 3/ 9,7 19, 1/20, 3 21,2/22,6 21,7/22,9 19,5/21,0иии иии иии ие Содержание компонентов в буровом растворе, мас,Х:Высокоокисленный битумИзвестьВодаСульфонолДизельное топливоИоны меди в высоко"окисленном битуме Условия омедненияТемпература омеднения, СПродолжительностьомеднения, мии СвойстваАбсолютный износ(смазочные свойства),ммСтатическое напряженке сдвига, Паза 1/10 минструктурно-механические свойства) Содержание компонентов в буро" вом растворе, мас.2Высокоокислениый битумИзвестьВодаСульфонолДизельное топливо .Ионы меди в высокоокнсланном битумеУсловия омеднеиияТемпература оиедцения, СПродолжительность омеднения, минСвойстваАбсолютный износ(смазочные свойства, ммСтатическое напряжениесдвига, Па, за 1/ Омин3,структурно-механическиесвойства) еюювеиааевювеев вевюевтеВиввевтеВетюте ет 19 к 5/2019 20 е О/22 кЗ 19 в 8/21 э 3 19 э 9/235 вВв ааВ ВвюеаааааааааееВи ам ею ив аае аВааВ в ееию вааВе в12 . 13 14апъао Остальное оинслеааомсдовиа омадиеииа,Теюературе омедаеаааС11 родолиителмосеьКорр ек Редактор Н Заказ 1670/26 Тираж 630ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен113035, Москва, Ж, Раушска Подписноеоткрытиям при ГКНТ Сд. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", д.ужгород, ул. Гагарина,101 Соде риаииев буровом рмас.йВкоаоойиелеииыйИевеетвВодаСула 1 Таблица 4 Соаеоиааие компонентов, условия омеднеиия битумауисуснокнслой манье н свойства полученных буровыхрастворов