Способ приготовления реагента для буровых растворов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено170680 (21)2960166/23-03 1 И т М. КЛ. С 09 К 7/02 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий.144(088,8)1 Дата опубликования описания 0709,82 А.Г.Розенгафт, З.Ю.Гинковская, А,Ф.Кузьмейко и Л,Н,Смирнова(72) Авторы изобретения Полтавское отделение Украинского научнЬ-,исследовательского геологоразведочногоинститута(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к технологии приготовления буровых растворов.Известны способы приготовления реагентов для буровых растворов на основе полиакриламида и полиакрилонитрила щелочным гидролизом при температуре, близкой к кипению 1.Однако для получения этих реагентов используют дефицитное и дорогостоящее сырье (нитрил акриловой кислоты, полиакриламид ), что удорожает буровые растворы.Известен также способ приготовления реагента - стабилизатора для буровых растворов на основе акрилового полимера - мокрых отходов волокна "нитронн, представляющих собой тройной сополимер нитрилакрвловой кислоты и метилового эфира,акриловой кислоты. По этому способу реагент готовится следующим образом. В 1 л: воды раст воряют 40 г едкого натра и загружают 200 г отходов,Смесь кипятят в течение 1,5-2 Ч.Готовый полимерный реагент предсгавляет собой однородную жидкость 121.Недостатками реагента, получен,ного этим способом, являются его низкие стабилизирующие и ингибирующие свойства в условиях повышенныхтемператур и минерализации, что выражается резким повышением водоотдачибурового раствора.. Цель изобретения - повышение стабилизирующих и ингибирующих свойствреагента в условиях повышенных температур и минерализации.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу приготовленияреагента для буровых растворов через2,5 ч от начала гидролиза обогрев ре"акционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кисло той и бихроматом натрия или бихроматом калия в количестве 1,3 мас,Ъи 1-4 мас.% от массы смеси соответственно, при перемешивании в течениене менее 45-65 мин. В качестве акрилового полймера могут применяться порошкообразный полиакрилонитрил, отходы тканей из волокна "нитронн или нити из волокна "нитрон"Предлагаемый реагент представляет собой однородный продукт светло-ко- " ричневого цвета с запахом аммиака,. с плотностью) 1,04-0, 06 г/см 3, водеотдачей 2-4 см за 30 мин.956538 Состав смеси,Смесь Хромпик 7-ный водный растворйаОН отходытканей изволокна"нитрон" 10 1(прототип) 90 90 10 90 90 10 10 10 90 90 90 10 10 10 10 90 90 10 90 10 12 90 10 13 10 90 14 90 10 15 Полное растворение порошкообраэного полиакрилонитрила и нитей из волокна "нитрон" происходит при температуре 85-100 фС в течение 2-2,5 ч, Отходы тканей из волокна "нитрон" растворяются в течение 4 ч. Увели чение времени нагрева смеси полимера со щелочью не сказывается на изменении свойств реагента.При повышении содержания тканевых отходов свыше 15 обраэуется ре О агент пастообразной консистенции, ко" Смесь термостатируют на водяной бане при 85-100 ОС до полного растворения лоскутов. После этого отключается подогрев и реагент оставляется 69 в покое на сутки.При нейтрализации реагента серная кислота вводится срезу же после отключения подогрева. Реагент с серной кислотой перемешивают, в течение 5 торый не извлекается иэ раекционной емкости.Интенсивность перемещения реакционной смеси не оказывает существенного влияния на качество реагента.В табл 1 приводятся составы исследованных реагентов на основе гидролизбванных отходов тканей иэ волокна "нитрон". Для приготовления состава 1 в конической колбе смешивают 50 г лоскутов из волокна "нитрон", 450 г 7-ного водного раствора щелочи.Таблица 1 Добавки, мас. от масссмеси часа. Таким образом получены составы 2 - 6.При Обработке реагента хромпиком последний вводится сразу после отключения обогрева и,смесь перемешивается 1 ч (составы, 7 - 11).При приготовлении реагента предлагаемым сиособом сразу после отключения обогрева вводится серная5 956538 киелота, после чего вводится хромпик.Время перемешивания 1 ч (составы12 - 15 рощка, 20 хлорида натрия и 1,5 хлорида кальция базовый раствор).Добавка реагента к буровому раствору составляет 2 вес., й пересчете на сухие отходы. Одновременно оце-: нивается ингибирующее действие реаген-., :та. Полученные дайные приведены в табл.2.т а б л и ц а 2 Солестойкость реагента оцениваетсяо способности снижать водоотдачувысокоминерализованного раствора, со-.держащего 7 бентонитового глинопож Щщю Параметры раствора 4 Вязкость СНС,мг/смВодоот.смт 30 ;мин Плотность ,г/см 22/28 26 18 1,01 62 40 22/36 40 18 Базовый раствор +2состава 2 62 19/31 40 54 1,18 61 40 8/12 40 63 40 8/12 36 1,19 Базовый раствор +2состава 5 38 4/8 25 65 40 1,19 Образование нерастворимой муссы Базовый раствор +2состава б Базовый раствор +2состава 7 40 19/28 40 40 1,18 Базовый раствор +2состава 8 63 40 8/14 40 33 1,18 Базовый раствор +2состава 9 40 70/87 40 72 1,18. Базовый раствор.+2состава 10 18/24 38 45 401 1,18 Базовый раствор +2состава 11 69 1,19 37 21/42 Зб 16/24 29 71 Базовый раствор +2состава 12 70 40 45 1,19 88 76 8/17 5 1;20 Базовый раствор +2состава 14 87 6/12 3,5 67 1,20 88 17/37 4 37 1,21 ФНаименование Базовый 7-ный бентонитовый раствор+ 20 йаС 1 + 1,5С аС 12 Базовый раствор +2 состава 1, (прототип) 1,18 Базовый раствор +2состава 3 1,18 Базовый раствор состава .4 Базовый раствор +2.состава 13 Базовый раствор +2.Раствора 15 Водоотдачараствора,послетермостатированияпри 120 С),си/30 мин в ее ею е ю щ юю Коэффициент устой чивости аргиллита в моделифильтрата,956538 Продолжение табл.2 Параметры раствора Наименование Раздельная обработка раствора составом 1 и серной кислотой 68 28/36 40 40 65 1,18 40 64 26/38 40 64 40 60 20/32 40 1,18 1,18 66 40 62 22/36 40 56 20/42 64 40 32 1,18 64 56, 20/42 1,18 52 18/38 28 40 1,19 40 Раздельная обработка раствора составом 1 и бихроматом калия 63 40 40 56 26/36 1,18 ФО 40 42 19/24 1,18 49 13/19 40 40 1,18 1,18 40 25 33 17/25 40 25 31 8/14 1,18 Базовый раствор +2реагента состава 1+0,1серной кислоты Базовый раствор +20реагента состава 1+О,ЗЪ серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+0,6 серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+1 Ъ серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+2 серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+3серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+4серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+6серной кислоты Базовый раствор +2,0реагента состава 1+0,1хромпика Базовый раствор +2,0реагента состава 1+0,3хромпика Базовый раствор +2,0реагента состава 1+0,6хромпика Базовый раствор +2,0 реагента состава 1+1хромпика Базовый раствор +2,0реагента состава 1+2хромпика ПЛОТ- ВяэкОсть СНС Ъ ВодоОт НОСТЬ мг/см дауа, г/смэ, см 730 1,19 50 18/3828 Водоотдачарастворапослетермостатированияпри 120 ОС,см/30 мин Коэффициент устой- чивости аргиллита в моделифильтрата,Ъ956538 Продолжение табл. 2 Коэффициент устойчивости аргйллита в моделифилйтрата,Водоотдача аствора после термостатирования пру 1200 С см 730 мин Параметры раствора Наименование СНС, Водоот Мг/см отдача,смф/30 мин Плот- Вязкость"/,з Базовый растодер+2,0 реагента 1+З,О хромпика Базовый раствор . +2,0 реагента 1+4 хромпика 38 16/2034 1, 18 40 69 1,18 45 15/19 26,5 40Раздельная обработка раствора составом1, серной кислотой й бихроматом калия 14/18 40 62 1,18 46 40 16/2240 1,18 67 40 18/16 35 1,19 70 40 36 Базовый раствор +2,0 реагента 1+1 серной кислоты +1 хромпика 1,19 40 8/16 37 35 Базовый раствор +2,0реагента 4+2 сернойкислоты +2 хромпика ; 1,20 б/9 35бб 32 Базовый раствор +2,0 реагента 1+3 серной кислоты +3 хромпнка 1,20 40 71 ЗО 6/9 28 Из табл.2 видно, что при нейтрализации реагента серной кислотой с хром- пиком солестойкость реагента значительно повышается. Так, при введении в высокоминерализованный буровой раствор 2 вес. .реагента, нейтрализованного серной кислотой с хромпиком, водоотдача снижается до 4-5 см / ЗО мин, После термостатирования раст-" ;вора при 120 С водоотдача практически не увеличивается. Это свидетельствует о высокой .солестойкости химреагента Разделительное введение в буровой раствор серной кислоты, хромпика., 1 и химреагента, приготовленного по известному способу, не обеспечивает получения низких значений водоотБазовый раствор +2,0реагента 1+0,1 серной кислоты .+0,1хромпикаБазовый раствор.1+0,3 сернойкислОты +0,3хромпика Базовый раствор +2,0реагента 1+0,5 серной кислоты +0,.5хромпнка дачи. Водоотдача при этом находится. в пределах 6-3,0 см/30 мин,Реагент, приготовленный по предлагаемому способу, оказывает значительно больюжй ингибирующий эф- фйкФ, чем реагент, приготовленный по известному способу, Об этом свидетельствует высокий коэффициент устойчивости аргиллита в модели фильтрата 179-83).В табл. 3 приведены данные, показывающие влияние материала, содержащего акриловый полимер, на стабилизирующие, свойства реагента, полученного его щелочным гидролнзом. Как ;видно из данных,приведенных в ;табл.3, в качестве основы для получения реагента с успехом можно применять Все три указанных материала.12 956538 Табли.ц а 1Материал, содер"жащий акриловыйполимер Водоотдача послетермостатированияпри 120 ОС,Состав исходного раствора, % Водоотдача,Плотность г/см СНС,мг/см Вязкость см 30мйн Ш ЮЕБентонитовый - Порошкообразныйпорошок 7 ,полиакрилонитрил 1,68 9/ аС 1 20аС 1 1,5и рилонитрил" тходы тканейз волокнанитрон" 1,18 8 19 Нити из волокна"нитрон" донецкого камвольногокомбината 1,18 67 11/24 формула изобретения Составитель В.ЯгодинРедактор И.Митровка Техред Е.Харитончик Корректор Г.Ога Подпиета СССРрытийя наб., д 15/4 Тираж 661 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушск ное Зак.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.П ектная,Использование солестойкого реагента, полученного по предлагаемому способу, позволяет снизить .осложнения в глубоком бурении, увеличить скорость бурения и снизить стоимость обработки буровых растворов.По предварительным подсчетам экономический .эффект составляет 350 тыс,руб. Способ приготовления реагента дл буровых растворов, включающий гидро лиз акрилового полимера едким натром при 85-100 ОС, о т л и ч а ю, щ и й с я тем, что, с целью повышен стабилизирующих и ингибирующих Параметры раствора после обработки полимерным реагентом2 от объема раствора свойств реагента в условиях повышенных температур и минерализации, через.35,2,5-4 ч от начала гидролиза обогревреакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и.бихроматом натрия или бихро-.матом калия в количестве 1-3 мас.,Ъ4 О и 1-4 мас.% от массы смеси,соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Кистер Э,Г. Химическая обработка буровых раствбров,М., "Недра",1972, с.190-193.2. Авторское свидетельство СССР я М 663708, кл. С 09 К 7/02, 1975прототип .