Реагент-стабилизатор буровых растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3836 5 С 09 К 7/02 ПАТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР ЕН РЕ ТЕНТ(57) Использование; зовых скважин, Сущ ют обработкой происхождения щел Реагент можетнительно таннидо(0,01 - 7,40 мас,%)и/или ее соль. нивую кислоту и/илисную добавку,одержать так оде ржащую карбоновую илотриметил соль, а такж же дополдобавку кислоту фосфоное дисперпроизводс ого или оби шлифово ов, или их6 - 28 0,6 - 6 ва со огатиного, роизльно ПИСАНИЕ(56) Авторское свидетельство СССРВ 941390, кл. С 09 К 7/001980.Авторское свидетельство СССРМ 1350168, кл. С 09 В 7/00, 1986,(54) РЕАГЕНТ-СТАБИЛИЗАТОР БУРОВЫХРАСТВОРОВ урение нефтяных и гаость: реагент получаотхода зернового чной добавкой в водся к бурению сквадля их промывки.овышение термои стабильности свойств обрабауровых растворов ирении сырьевойаагента.стигается испольт ФИТО), включаИзобретение относит жин, а именно к составам Цель изобретения - и солестойкости реагента структурно-механических тываемых утяжеленных б при одновременном расш базы для приготовления р Поставленная цель до зованием состава (реаген ющего, мас.%: Отходы мукомольного стадии зерноочистительн тельного, или драного, и или размольного процесс вольная смесь Щелочная добавка Воданой среде. В качестве отхода зернового происхождения используют отход мукомольного производства со стадии зерноочистительного или драного, или обогатительного, или шлифовочного, или размольного процессов и/или их произвольную смесь в количестве от 6 до 28 мас.% реагента. Щелочную добавку используют в количестве 0,6 - 6,8, Реагент может дополнительно содержать танинсодержащую добавку в количестве от 0,01 до 7,4 мас,% реагента и/или карбоновую кислоту (или ее соль) - 0,03 - 9,60 мас.% реагента, и/или дисперсную добавку - 4-36 мас.% реагента, Реагент вводят в буровые растворы в количестве 1,5 мас.% бурового раствора. 3 з.п. ф-лы, 3 табл. При подготовке зерна к мукомольному процессу на зернохранилищах или в зерноочистительном отделении мукомольных заводов его пропускают через обоечные и щеточные машины с целью удаления соломистых частиц, бородки, зародыша, а также снятия (шелушения) верхних плодовых оболочек, которые являются мелкодисперсными отходами данной стадии мукомольного производства. Средний химический состав зерна и его составных частей приведен в табл.1.Помол зерна состоит из драного, обогатительного, цлифонацнога и размольного процессов, в каждом из которых помимо выделяемого целевого продукта - зндосперма, также образуются отходы, содержащие отрубянистые частицы (оболочки зерна и алейроновой слой), зародыш и, частично, зндосперм. От начала к концу процесса помола содержание в отходах зндосперма (основной компонент муки) увеличивается. Наибольшее его количество в мучных вытряске (МВ) и смете (МС), образусощихся в результате потерь и загрязнения собственно муки, Обозначим отход зерноочистительного процесса - 03, обогатительного - ОБ, драного - ОД, шлифовочного - ОШ и размольного - ОР,Все вышеуказанные отходы произнодства объединяют общность морфолагического происхождения, а следовательно, и схожесть химического состава (табл.1),В качестве щелочной добавки можно использовать, например, гидроксиды металлов, щелочные фасфатные, гуматные, смолистые реагенты (талланый пек - ОТП, госсипол, полифенол лесохимический - ПФЛХ, гудрона-щелачной реэгент - ГЩР); щелочные реаге, п ы, являсасссиеся отходами или полупродуктами промышленного производства, напримср, ЩСПК. кремнийорсаническис жидкости (ГКЖ. ГКЖ, Петросил 2 М), жидкое стекло РКСТ), отход производства диметилдиаксэна (Т, аксэль), гидролизэт палиакрилонитрила, отход щелоч.сай (ОЩ), получаемый при очистке светлых дистиллятан прямой переработки нефти са стадии выщелачивания, и до. Можно использовать щелочные эмульсии масложирового производства (ЭН - 4, ЭЛ, Ленол и др,), а также рэзлцчные виды цемента, например, тампонажный или алинитавый и их пыль, улавливаемую в процессе производства цемента, например, пыль алинитовую цементную (ПАЦ), пыль партлэндцементную (ППЦ),В качестве таннидосадержэщей добавки можно использовать, например, чайные (ПЧ - пыль чайная), табачные (ПТ - пыль табачная), виноградные (ОВ - отходы виноградные), гранатовые (ОГ - отходы гранатовые) и другие отходы, а также мелкодисперсные скумпию (МДС), сумаху, кермек, лакрицу(МДЛ) и другие. Можно использовать также коллагено-таннидный реагент (КТР) или производную смесь перечисленных выше реаген 1 ов:В качестве карбановой кислоты можно использовать, например, уксусную УК, винно-каменную ВКК, линолевую ЛК и др. кислоты, а также их смесь или отходыВ качестве щелочной, таннидосодержа 40 щей и дисперсной добавок, а также карба 45 50 55 5 10 15 20 25 30 производства, содержащие карбоновые кислоты, например, кубовый остаток синтетических жирных кислот КО СЖК. В качестве солей карбонавых кислот можно использовать, например, оксалат аммония ОАМ, кальциевую соль уксусной кислоты Са-УК и другие соли. Поставленная цель достигается также при введении нитрилотриметилфосфоновой кислоты - НТФ или ее кальциевой соли Са - НТФ,При отсутствии карбоновых кислот можно использовать отходы и полупродукты промьсшленнога производства, например, порошок уксуснокальциевый (УКП), который согласно ОСТ 81 - 93 - 76 имеет следующий состав, мас. : производные фенолов 7 - 1 ь, остаточная известь 10-14; кальциевая соль уксусной кислоты - остальное, Получают УКП при нейтрализации гашеной известью продуктов, образующихся при термическом разложении древесины,В качестве дисперснай добавки можно применять, например, лигнин; шлам-лигнин; торф сапропель; асбест; хлопковую шелуху; лузгу; пыль семян подсолнечника, риса, измельченные кукурузу и початков кукурузы, костру лубяных культур (лен, конопля, кенаф), соломы; отходы стрижки искусстненнага меха (ОСИМ), пряжи высокаабъсмистой (ОП В), сырья вторичного текстильного из смешанных волокон(ОСВТСВ); древесные опилки; отход целлсолазно-бумэжнага производства со стадий глезеравания бумаги, формирования картонного и бумажного листа (СКОП); целлюлозу, азрахимический линт(пыль хлопковой целлюлозы) и другие мелкодисперсные добавки. новой кислоты или ее соли можно использовать зарубежные аналоги перечисленных типов реагентов.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый реагент отличается от известного составом ингредиентов и их количественным соотношением.Приготовление реагента заключается в последовательном смешении его ингредиентов.П р и м е р. В 80 г воды растворили 4 г МаОН и ввели постепенно при постоянном перемешивании 16 г ОД. После кондиционирования полученной массы в течение 0,5 ч реэгент пригоден для использования,В соответствии с данным примером были приготовлены реагенты, отличающиеся соотношением ингредиентов (табл,2), результаты испытания которых приведены в табл,3.35 40 45 50 55 Эффективность реагентов оценивали путем обработки глинистого стабилизированного - ГС, алюминатного глинистого - АГ, гидрогельмагниевого - ГТМ и гидрофоб- но-змульсионного - ГЭР буровых. растворов. Реагент добавляли в растворы в количестве 1,5 О от их объема. Измеряли плотность раствора - ПР, условную вязкость - УВ, водоотдачу - В, статическое напряжение сдвига - СНС и показатель концентрации ионов водорода - рН.Термосолестойкость различных вариантов реагента оценивали по результатам технологических параметров растворов (УВ", СНС"1(1 о, В") после 6 циклов нагревания - охлаждения, каждый из которых включал нагревание раствора в автоклаве до температуры 160 С, выдерживание при этой температуре в течение 2 ч, охлаждение до. температуры 20 С.Анализ результатов испытаний (табл,З) показывает, что при обработке алюминатного глинистого раствора известным реагентом (М 20) водоотдача после термообработки возрастает с 7 до 18 см, а статическое напряжение сдвига с 11/16 до 49/51 дПа, Предложеннь 1 й же реагент (ММ 2-4) обеспечивает водоотдачу в пределах 8 - 11 см . При этом СНС 1 о возрастает в.- зменьшей степени с (19 - 23 дПа до 37 - 44 дПа). В меньшей степени по сравнению с известным реагентом возрастает и условная вязкость раствора.Указанные эффекты имеют место лишь для реагентов, приготовленных при заявленном соотношении ингредиентов. Запредельные составы (М 1 и 5) по аффективности сопоставимы с известным реагентом.Самые высокие результаты достигаются при введении ФИТО в утяжеленные буровые растворы (АГ, ГГМ и ГЭР). Так, если при обработке известным реагентом (табл.3, М 20, 22, 23) СНС 1 возросло после термообработки более чем в два раза, то при использовании ФИТО (табл.З, МЯ 2-4, 6-9, 14-17) увеличение СНС составляет не более ЗОО. Если же сравнивать результаты для неутяжеленного раствора(ГС), то разница между известным реагентом (табл.З, В 21) и предложенным (ЬЬИ. 10 - 13) не столь существенна,Предложенный реагент обладает лучшей термосолестойкостью, чем известный. При обработке пресных растворов (ГС и ГЭР) известным реагентом водоотдача после термообработки возросла примерно ка ЗООО. Обработка растворов реагентом ФИТО дает лучшие результаты. Водоотдача глинистого стабилизированного раствора увеличилась в среднем на 226 О (табл.З, ММ 10 - 13), а ГЭР на 200;4 (М 18). Если же обрабатывать минерализованные растворы (АГ и ГГМ), то снижение водоотдачи более существенно. Для алюминатного раствора рост водоотдачи составляет при использовании реагента ФИТО в среднем 165 (табл.З, М 2-4, 6 - 9), для известного - 257 Ь (М 20), Для гидрогельмагниевого раствора, обработанного ФИТО, рост водоотдачи составляет 200%, а для обработанного известным реагентом - 320.Следует также отметить, что помимо более высокой термосолестойкости и стабильности структурно-механических свойств реагент ФИТО предотвращает также снижение коэффициента тиксотропии (отношение СНС 1 о к СНС) растворов. Например, для ГЭР (табл.З, М 23) коэффициент тиксотропии снижается в результате термообработки с 1,20 до 1,07, т.е, 1,12 раза. При обработке реагентом ФИТО (табл.З, М 18) возрастает с 1,31 до 1,33.Положительный эффект достигается при использовании всех типов отходов мукомольного производства, указанных в формуле изобретения (табл,З, ММ 6-12), а также их произвольных смесей (ММ 7, 14, 15, 17-19). При использовании ОЗ значительно возрастает условная вязкость растворов, однако этот эффект можно нейтрализовать путем сочетания его с таннидо- или карбоносодержащей добавками.Примеры ММ 6-19 (табл.1) иллюстрируют возможкость использования в качестве щелочной добавки оазличных типов щелочных реагентовПримеры ММ 9-12, 16 (табл.1) иллюстрируют применение таннидосодержащих добавок, а примеры ММ 13-17 - дисперсных добавок.Хорошего качества реагент получается при зкструдировании или модифицировании отходов мукомольного производства по технологии получения экструзионного или модифицированного крахмалов. Так, в опыте В 18 (табл.2) использовали экструдироваккую смесь отходов драного и шлифовочного процессов Э (ОД, ОШ), а реагент М 19 приготавливали с и редварительным модифицировакием отходов размолького и зерноочистительного процессов М (ОР, 03).Таким образом цель изобретения достигается только при использовании реагентов, приготовленных в соответствии с формулой изобретения.Предложенный реагент совместим со всеми использующимися в бурении реагентами различных классов (гуматы, фосфаты, лигкосульфонаты, полисахариды, акрило1838365 Таблица 1 Средний химический состав зерен пшеничного и ржи, % сухого вещества (по Е.Д. Козакову и ВЛ, Кретовичу, 1989)вые полимеры, ПАВ и до,). В сочетании с известными реагентами могут быть получены полифункциональные добавки на основе понизителей фильтрации, разжижителей, ингибиторов гидратации глинистых. пород, термостзбилизирующих добавок, змульгаторов, пеногасителей, бактери.цидов, ингибиторов коррозии; сероводородонейтрализующих и сероводородпоглощающих добавок, флокулянтов, пенообразователей, кольматантов и структурообразователей и др,Реагент может быть использован для приготовления различных технологических жидкостей в бурении, заканчивании и ремонте скважин. (вязко-упругие разделители, буферные жидкости, жидкости для глушения и гидроразрыва скважин, жидкости затворения и др для обработки тампонажных растворов), а также в добыче, транспорте и хранении углеводородов (борьба с отложеНиями асфальто-смолистых и парафиновых . отложений, гидравлический разрыв пласта, обработка призабойной зоны пласта, изоляция притока пластовых вод, подавление роста сульфатвосстанавливающих бактерий и др)Реагент ФИТО можно использовать как концентрат для приготовления буровых растворов и технологических жидкостей для получения на его основе биополимеров, а также микрополидобавок (МПД) для снижения разупрочняющего влияния буровых растворов на глинистые породы.Перед обработкой реагенгом ФИТО минерализованных растворов его рекомендуется засолонять.Отмеченные выше достоинства реагента ФИТО предопределяют целесообразность использования его в промысловой практике, Широкая сырьевая база (использование оходов мукомольного производства, а также других ингредиентов, также являющихся отходами) повышает независимость буровых предприятий от поставщиков товарных реагентов,Реагент ФИТО может быть использовани в других отраслях промышленности, на 5 пример, в литейном производстве.Формула изобретения1. Реагент-стабилизатор буровых растворов, вкгпочающий отход зернового происхождения, щелочную добавку и воду, о т 10 лича ющийся тем,что,с цельюповышения термосолестойкости реагента истабильности структурно-механическихсвойств обрабатываемых буровых растворов при утяжелении при одновременном15 расширении сырьевой базы для приготовления реагента, он содержит в качестве отходазернового происхокдения отход мукомольного производства со стадии зерноочистительного, или драного, или обогатительного,20 или шлифовочного, или размольного процессов, или их произвольную смесь, приследующем соотношении ингредиентов,мас,%:ОтхоД мукомольного произвоДства со25 стадии зерноочистительного, или драного,или обогатительного, или шлифовочного,или размольного процессов, или их произвольная смесь 6 - 28Щелочная добавка 0,6-6,830 Вода Остальное.2, Реагент по п,1,отл ича ю щийсятем, что он дополнительно содержит таннидсодержащую добавку в количестве 0,017,40;/О от массы реагента.35 3, Реагент по п.1, о тл и,ч а ю щи йсятем, что он дополнительно содержит карбоновую кислоту, и/или ее соль, и/или нитрилотриметилфосфоновую кислоту и/или еесоль в количестве О,ОЗ - Я,60% от массы реа 40 гента,4, Реагентпоп 1,отлича ю щи йсятем, что он дополнительно сОдержит дисперсную добавку в количестве 4-360 отмассы реагента,1838365 10 аблица 2 тх обавки ннидос арбонова елочная сперсная мас. ф мас. ас,5 0,5 0,6 3,4 6,8 4 О 03 Тф Ч Т 0,05 ВКК ОД,МС ОЗ,МВ,О алюминат тр ОШ 7,80 1,12 ЩР,ЭЛСТ,ЭН824 сбест ОЗ,О 6 ОШ ДС МДЛ,801,9 оставы исследованных реагентов ЩСПК,ЖСТ. ЙаэРОд Са (ОН)2 ЩСПК,4 Г П, ПФЛХИэвестный еаге Продолжение табл, 1 КОСЖК ОАМ, УКПЛ К,Са- УК1838365 12 Таблица 3 Результаты исследования реагентов Технологические свойства аство ов М реа- Типгента раствоСНСг 1 В,см УВ,с рН УВ, с СНС 1/1 В, см ПР,кг/м дПэ дПа по табл.2 8 б 5 6 7 1380 34 8,2 АГ 8,0 32 44 34 41 8,2 48 Ф 8,1 8,1 51 5 6 7 8 10 11 12 36 34 40 37 42 8,0 8,2 8,0 8,142 1164 ГС 7,2 36 34 7,3 32 7,1 7,0 45 62 35 ГГМ 1562 7,2 14 15 76 64 59 63 76 37 7,4 5 4 1 4 7 7 5 1 16 17 7,3 7,3 55 ГЭР 1524 18 19 20 20 20 20 99 7,2 ГС 1164 44 49 49 1380 36 43 66 84 8,4 АГ ГС 1164 7,4 1562 ГГМ 7,6 84 162 ГЭР 1524 7,1 Составитель В, БалабаТехред М.Моргентал Корректор И. Шмакова Редактор Заказ 2903 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 5 6 7 8 9 10 11 12 13 га 15 16 17 18 19 20 21 22 23 12/18 12/20 14/19 17/23 23/31 12/19 14/19 11/29 23/ЗЗ 24/41 26/Зб 21/35 22/39 24/44 26/37 21/34 23/39 26/34 29/39 11/16 12/19 23/41 34/52 36/43 26/37 27/39 31/44 36/39 28/31 22/34 24/39 26/36 31/42 34/38 30/37 31/40 24/41 24/34 20/29 21/36 43/51 42/49 49/51 19/24 62/14 71/76 18 11 8 9 10 12 8 9 11 12 14 14 11 12 9 7 8 9 18 20 16 3