Реагент для обработки глинистых буровых растворов

91 (111 СОЮЗ СОВЕТСНИХйИЮВРЩЕПКИРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АЮТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. В 47альский научно-исслед проектный институт по работке сероводородсо ян и Г.А.Чуприна.А, Справочник по бурам. - М.: Недра, 1979,54) РЕАГЕНТ ДЛЯ УРОВЫХ РАСТВОРО ОТКИ ГЛИНИСТЫХ(57) Изобретение относ нефтяных и газовых скв ся к бурению ин и предназ УДАРСТЮННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) АвторскВ 615112, клАвторскоеУ 618402, клРязанов Явым растворс. 73-75. начено для промывки ствола скважины.Цель изобретения - снижение структурно-механических параметров глинистыхбуровых растворов. В реагенте в качестве гуматсодержащего вещества используют отход животноводческих ферм,в качестве модифицирующей добавки -щелочь или моноэтаноламин при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:отход животноводческих ферм 15,0 -30,0 щелочь или моноэтаноламин 1,52,0; вода - остальное. Реагент готовят путем растворения в воде щелочного агента с последующей добавкойнавоза. Полученную смесь перемешиваютпри 20 С и используют непосредственно для обработки буровых растворов.Изменения параметров бурового глинистого раствора при обработке гуматнымнавозощелочным реагентом зависят отвремени приготовления навозощелочного реагента, 6 табл.51015 20 25 30 35 40 45 50 55 1 13Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к промывке ствола скважины.Цель изобретения - снижение струк-турно-механических параметров глинистых буровых растворов,Реагент для обработки глинистыхбуровых растворов включает в качестве гуматсодержащего вещества отходживотноводческих ферм в количестве15,0-30,0 мас,7, в качестве модифицирующей добавки - щелочь или моноэтаноламин в количестве 1,5-2,0 мас.7,и воду - остальное, причем в качестве отхода животноводческих ферм используют навоз, состоящий из микроэлементов, органической и неорганической частей.Органическая часть навоза - комплекс органических веществ, которыеподразделяются на две группы: гумусперегной (органическое вещество специфической породы), негумифицированные органические вещества растительного или животного происхождения, современем частично превращающиеся вгумус.Органическая часть навоза содержит гуминовые кислоты (до 40 мас,7),сульфокнслоты, клетчатку, лигниновыесоединения, белки, сахар, смолы, жиры, дубильные вещества, галактозу,арабинозу и другие промежуточные продукты разложения,Гумусовые вещества. подразделяются о составу, свойствам на гуминовые кислоты, фульвокислоты (креновыеи апокреновые) и гумины.По современным представлениямгуминовые кислоты - сложные высокомолекулярные соединения, имеющие ароматическую природу,В состав молекулы гуминовой кислоты входят ароматические, безазотистые и азотисто-содержащие гетероциклические 6 и 5-ти.членные кольца,соединенные между собой мостиками(=.С=О) группы,Водород карбоксильной группы замещается катионами с образованиемсолей (гуматов), например:ЕСООН + КаНСО КСООИа+Н О+СОг 1322 СООН + СаСО - (ЕСОО) Са+Н О+СО3 - г г 61164 2 Содержащиеся в навозе гуминовые кислоты в зависимости от модифицирующего агента образуют натриевые, калиевые и другие соли гуминовых кислот, которые являются основой навозощелочного реагента и придают буровому раствору многофункциональные стабилизирующие свойства. Элементарный состав гуминовых кислот следующий, мас.7:, С 52-62, 0 31-39; Н 2,8-6,6; И 3,3-5,1.Оставшаяся органическая часть - клетчатка (подстилка - солома) в процессе хранения теряет свою прочность, темно-коричневая окрашенная масса уменьшается на 20-307 В процессе приготовления под воздействием модифицирующего агента легко разрушается до тонкой суспензии (сито У 0,01 мм), свободно перекачивается насосом,Компонентом навоза, определяющим возможность его использования, являются гуминовые вещества В табл 1 приведено изменение сос.тава навоза от времени хранения.Содержание гуминовых веществ (3040 мас.%) в навозе зависит от срокахранения последнего и наилучшим условием приготовления реагента является навоз 5-10 мес. его хранения,Реагент используют в следующейпоследовательности,В воде растворяют щелочной агент,после чего добавляют навоз представляющий отход животноводческих ферм.В стеклянный стакан емкостью1000 мл, снабженный лопастной мешалкой, последовательно вводят, г: вода 680; гидроксид натрия 20, навоз сухой 300. Смесь компонентов перемешивают при 20 С в течение 6 ч и используют непосредственно для обработки буровых растворов.В качестве модифицирующей добавки также используют гидроокись калия, моноэтаноламин (МЭЛ), Изменяя соотношения навоза в пределах 10-35 мас.% а модифицирующей добавки от 1 до 2 мас.% приготовлены 11 навозо-щелочных растворов.В табл. 2 показана эффективность экстракции гуминовых из навоза в зависимости от вида и концентрации модифицирующей добавки. Г Для проверки эффективности предлагаемого навозощелочного реагента для обработки бурового раствора ис 313611пользуют глинистый буровой растворпри следующем содержании компонентов, мас.7, глина 10, гидроокись нат-.рия (сухое вещество) 0,3, вода - остальное,В отдельный фарфоровый сосуд емкостью 15 л наливают 1000 мл бурового раствора и к нему доливают вколичестве 6-10 мас,7. от объема бурового раствора приготовленные реагенты, перемешивают и определяют технологические показатели получившегосяраствора.Технологические показатели исходного бурового раствора и буровогораствора, обработанного приготовленными реагентами, приведены в табл.3.Для проверки эффективности навозощелочного реагента для обработкибурового раствора используют глинистый буровой раствор при следующемсодержании компонентов, мас.7: глина16-26, гидроокись натрия(сухое вещество) 0,5; вода - остальное. 25В отдельный фарфоровый сосуд емкостью 1,5 л наливают 1000 мл бурового глинистого раствора и к нему доливают в количестве 5-20 мас,7. отобъема бурового раствора приготовленный навозощелочной реагент, перемеши-вают и определяют технологические показатели полученного раствора.Навозощелочной реагент (НЩР) приготавливают отдельно в емкости путем35перемешивания навоза с щелочным ком.понентом, взятых в соотношении навоз:щелочь 15-30, 1,5-2,0 мас.7Эффективность способа химическойобработки в глинистых растворах проверена на глинах различного минералогического состава - натриевого,кальциевого типа и гидрослюдистоготипа, стабилизированных гуматнымиреагентами - навозощелочным и извест 45ным способом - углещелочным.В табл, 4 приведена зависимостьсвойств глинистого бурового раствораот концентрации НЩР,В опытах 1-9 используют модифици 50рованный бентонит натриевого типа,а в качестве стабилизатора навозощелочной реагент в опытах 2-7 и углещелочной в опытах 8-9,В опытах 10-17 используется каоли 55нитовая кальцийсодержащая глина, а вкачестве стабилизатора навозощелоч формула изобретения Реагент для обработки глинистых буровых растворов, включающий гуматсодержащее вещество, модифицирующую добавку и воду, о т л и ч а ю щ,и йс я тем, что, с целью снижения структурно-механических параметров глинистых буровых растворов, в качестве гуматсодержащего вещества используют отход животноводческих ферм, а в качестве модифицирующей добавки - щелочь или моноэтаноламин при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:Отход животноводческихферм 15,0-30,0Щелочь или моноэтаноламинВода 1,5-2,0 Остальное64 4ной реагент в опытах 11-15 и угле- щелочной в опытах 16-17.В опытах 18-27 используют гидрослюдистую глину при минерализации 57. ИаС 1, а в качестве стабилизатора навозощелочной реагент в опытах 19-24 и углещелочной реагент в опытах 26-27,Свойства навоэощелочного реагента зависят от времени хранения отхода животноводческих ферм. Изменения параметров бурового глинистого раствора при обработке навозощелочным реагентом в зависимости от времени хранения навоза приведены в табл. 1.В примерах используют гуматный реагент следующего состава, мас.7.: навоз 20; ИаОН 2", вода 78, глинистый раствор из модифицированного бентонитаНавоз содержит гуминовых от 12 до 407. в зависимости от времени хранения, При хранении навоза 5 10 мес, содержание гуминовых 30-407Изменения параметров бурового глинистого раствора при обработке гуматным навозощелочным реагентом от времени приготовления навозощелочного реагента (НЩР) приведены в табл.5, В примерах использован навозощелочной реагент состава, мас.7.: навоз 20; ИаОН 2, вода 78.Компоненты перемешивают 1 ч и после этого выдерживают.Данные о влиянии времени на обработку навоза щелочью приведены в 1 габл, 6.6Таблица 1 136 1164 Содержание компонентов, мас.%) после хранения, мес 2 4 5-8 12 В свежем навозе 74 68 63 72 Н О Органическиевещества . 17,3 24,5 17)5 19,5 18 Гуминовыевещества 30-40 14,2-15,6 17-20 30-40 12-12,5 Таблица 2 Реагент Концентрациякомпонентов Содержание гумнновых. мас.%Навоз соНавоз 10 ИаОН 1,0 1,5 50 11,0 Навоз 15 ИаОН 1,5 2,8 62 12,0 2,6 Навоз 15КОН 1,5 57 11,8 3,6 80 Навоз 15 МЭА 1,5 10,2 3,9 86 Навоз 15 МаОН 2,0 12,75 6 Навоз 15КОН 2,0 3,17 70 12,6 Навоз 15МЭА 2,0 4,24 94 10,8 4,37 91 12,65 Навоз 30КОН 2,0 3,81 84 12,4 Вещества,входящие внавоз)мас.% Исходноесодержанигуминовыхкислот в гуматномреагенте,мас.% держанием гуминовых кислот 30 Навоз 30МаОН 2,0 в растворе в пересчетереагента на сухуюмассув растворе в пересчетереагента на сухуюмассу 10,8 4,5 100 Навоз 30МЭА 2)0 10 Навоз 35ХаОН 2,0 12,3 4,32 10,8 32,5 Бурый уголь 15 1,95ИаОН 2,0 12 Таблица 3 Содержание гуматныхреагентов (табл.1)в буровом растворе,мас. 7. Растехнологические показатели бурового раствора вор Условная Статичес рн кое напвязкость,УВ, с Глинистый буровойР Р 3,6/5,6 7)5 60 18 1,16 Р-р 1 + 107 реагента 1 2,6/5,4 16 8,5 40 1,14 Р1 + 10% реагента 2 1,6/3,2 8,9 30 1,1410 13611 64 Продолжение табл.3 Раст.Содержание гуматныхреагентов (табл.1)в буровом растворе,мас.7 Технологические показатели бурового раствора вор Условнаявязкость,УВ, с рН Р-р 1 + 10% реагента 3 8,4 1,9/2,9 8 1, 14 36 Р-р 1 гента3,2/5 1,153 56 16,5 7,8 13 Р-р 1 + 6% реагента 5 2,8/4,7 46 1, 15 15 8,0 14 Р-р 1 + 8% реагента 5 2,2/4 1,145 32 10 8,2 Р Р 1 + 12% реагента 5 0,6/1,0 6 1, 138 22 8,8 Известный углещелочной реагент наоснове бурогоугляР-р 1 + 10% реагента 12 15 8,6 3,2/5,4 1,14 52 Таблица 4 Показатели качества бурового Состав раствора, мас,% раствора О,/а , УВ,с В 10 , Р 10,Па м/30 м кг/м рН 160,383,7 3,6/5,6 60 20 1,16 7,5 Р-р 1+5 НЩР (15:2) 3,6/5,4 50 16 Р-р 1+6 НЩР (15:1,5) 2,8/3,2 32 8 Р-р 1+6 НЩР (15;2) 2,6/3,2 30 8 0,750,900,9 1,16 8,0 1,16 8,9 1,155 8,5 ПредлагаемыйМа-бентонитСода каустическаяВода Плотностьр 10,кг/м Статичес кое напряжение сдвига, Па1 О Водоот"дача,В Офмз Концентрация навоза, бурогоугля,мас.%12 1361164 Продолжение табл,4 Состав растворь, мас,Х Концентрация навоза,бурогоугля,мас.Х Показатели качества бурового раствор 1 УВ,с В 10,мз/30 м(15:2)16 1,2/1,80,9/0,6 1,140 9,0 1,130 9,2 32 8 22 4 1,5 3,0 0,75 0,90 0,9 1,54,5 6,0 Известный Р-р 10+10 УЩР (15:2) Р-р 10+20 УЩР (15:2) 3,8/5,8 60 12 1,150 9,0 3 6/5 6 .54 8 1,140 9 2 1,53,0 82 32 1,20 9,0 52 28 1,20 9,5 42 26 1,20 9,6 40 26 1,20 9,8 32 22 1,20 10,0 30 22 1,20 10,0 28 22 1,20 10 0 80 28 1,20 9,8 78 28 1,20 10,0 П р и м е ч а н и е. Я,/О - статическое напряжение сдвига буровогораствора; У - условная вязкость, В - водоотдачабурового раствора, р - плотность бурового раствора,рН - водородный показатель,Р-р 1+10 УЩР Р-р 1+20 УЩР Са-глина (каолинитовая) ИаОНВодаР-р 10+5 НЩР Р-р 10+6 НЩР Р-р 10+6 НЩР Р-р 10+10 НЩР Р-р 10+15 НЩР Р-р 10+20 НЩР ГидрослюдистаяглинаМаС 1НаОНВодаР-р 18+5 НЩРР-р 18+6 НЩРР-р 18+6 НЩРР-р 18+10 НЩРР-р 18+15 НЩРР-р 18+20 НЩРР-р 18+10 УЩРР-р 18+20 УЩР 0,383,7