Спосіб отвердження відпрацьованого бурового розчину

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19). (II) (51)5 С 09 К 7/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР Н і (21) А639979/03 (22) 19.01.89 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (71) Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) В.И.Коваленко, М.М.Дорош, Н.Н.Фесенко и Т.Г.Гарншко (53) 622.243. Й*.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР W 1222672, кл. С 09 К 7/02, 198'*. Авторское свидетельство СССР № 1076*0**, кл. С 09 К 7/02, 1981. (5М СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ ОТРАБОТАННОГО БУРОВОГО РАСТВОРА (57) Изобретение относится к способам отверждения отработанных буровых растворов (БР), пригодных для безопасного захоронения. Цель - повышение качества и надежности обезвреживания при одновременном улучшении агрохими Изобретение относится к способам отверждения отработанных буровых растворов (ОБР), пригодных для безопасного захоронения путем обработки консолидирующими и активирующими добавками, и может использоваться при строительстве нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение качества и надежности обезвреживания, улучшение агрохимических свойств отвержденного бурового раствора. Способ осуществляют путем последовательного введения в отработанный буровой раствор предварительно приготовленной смеси карбамидной смолы ческих свойств отвержденного БР. Спо-' соб осуществляют путем последовательного введения в отработанный БР предварительно приготовленной смеси карбамидной смолы с тетраэтиленпентамином 'ТЭПА} и димоноэтаноламиновой со* лью дифосфоновых кислот (ДМЭАДФ), а затем двойного суперфосфата (ДСФ) при следующем соотношении компонентов, насЛ; карбамидная сола 2-5; ДСФ 2 5; ТЭПА 0,00^-0,010; ДМЭАДФ 0,016 0,040. Обработку подлежащего обезэре* живанию и захоронению отработанного БР осуществляют путем активирования карбамидной смолы введением при постоянном перемешивании ДНЭАДФ (125:1) и ТЭПА (500:1). Затем через гидросмесительное устройство в обработанный БР вводят полученную смесь и ДСФ. Способ обеспечивает высокую степень обезвреживания БР и повышение агрохимических свойств.3 табл. с тетраэтиленпентамином и димоноэтаноламиновой солью дифосфоновых кислот, а затем двойного суперфосфата, при этом компоненты используют в следующем количестве от общей массы отверждающейся композиции, мае.*: Карбамидная смола 2-5 Двойной суперфосфат 2-5 (ДСФ) Тетраэтиленпентамин 0,004-0,010' (ТЭПА) Димоноэтаноламиновля соль дифосфоно0,016-0,0^*0; вых кислот (ДМЭАДФ) Отработанный буровой Остальное раствор О 00 1620A68 Достижение положительного эффекта \ обусловлено тем, что вводимые ДМЭАДФ3 и ТЭПА в карбамидную смолу играют роль промоторов в процессах полимеризации мочевиноформальдегидных соединений и фиксации свободного формальдегида. В свою очередь образующиеся аминоформальдегидные соединения при введении Р ОБР взаимодействуют с 10 фенолсодержащими веществами и надежно связывают один из самых токсичных компонентов. Полученные в результате взаимодействия алкиламинофенолы - нетоксичные, 15 легкополимеризующиеся соединения, способствующие набору механической прочности отверждаемого ОБР. Нэпичие в отверждаемой массе соединений азота (в виде N4Z-групп) и фосфора (анионы PtL-) придает ей полноценные агрохи- 20 мические свойства. Установлено, что при соотношениях ДМЭАДФ - карбамидная смола 1:125 и ТЭПА - карбамидная смола 1:500 про- 25 цесс активации карбамидной оптимален (время отверждения образцов в пределах 30-^0 мин). При увеличении приведенных соотношений время отверждения карбамид30 ной смолы практически не снижается и составляет 30-35 мин, а при снижении - время твердения образцов карбамидной смолы составляет 3~5 сут. Обработку подлежащего обезвреживанию и захоронению бурового раство- 35 ра осуществляют следующим образом. Карбамидную смолу предварительно активируют, вводя при постоянном пе'ремешивании ДМЭАДФ (125:1) и ТЭПА 40 (500:1)- Затем через гидросмесительное устройство в отработанный буровой раствор вводят полученную смесь и расчетное количество двойного суперфосфата. 45 Обработанный таким образом буровой раствор из гидросмесителя по напорному трубопроводу транспортируют в земляной котлован для захоронения, В табл. 1 представлены составы подготовленных к отверждению буровых 50 растворов. Исследования свойств составов проводилось с использованием ОЬР указанного в табл. 1 состава следующим об55 разом. В 300 г карбамидной смолы при постоянном перемешивании ввели 2ГЦ г димоноэтаноламиновой соли дифосфоно вой кислоты и 0,6 г тетраэтиленпентггмина. Затем к ОЬР добавляли расчетные количества активированной карбамид- методу (ХПК) определяли через 7 сут после выдержки образцов ОБР. 0преде~ ление содержания нефтепродуктов велось методом экстракции с последующим выпариванием на водяной бане экстрагента и взвешиванием остатка. Определение рН осуществлялось с помощью электронного ионометра типа ЭВ-7^. Результаты исследований качества отверждения ОЬР приведены в табл.3. Анализ результатов, приведенных в табл. 3, показывает, что наиболее эффективно процесс обезвреживания ОБР протекает в опытах 4-9. Из сравнительных результатов (в идентичных условиях) опытов k-в и 7~9 следует, что по достигаемым параметрам обезвреживания они друг от друга отличаются незначительно. Наиболее оптимальным является состав, приведенный в опытах ^-6, где существенно ниже расход отверждающих компонентов). і П р и м е р 1. К 959,В г отработанного бурового раствора плотностью 1,88 кг/м3 (ОБР, ) рН 8,2, состоящего" из твердой фазы в количестве 59 мае.%> воды 3^,5 мас.%, нефти 6,5% и характеризующийся показателем химического ' потребления кислорода (ХПК фильтрата бурового раствора) , равным 21,6 кг 0^/м3, вводят при постоянном перемешивании 20,2 < карбамидной смолы, содержащей 0,0^ г ТЭПА, 0,16 г ДМЭАДФ и 20 г ДСФ. Через 2 сут твердения показатель прочности на сжатие достигает 0,^7 МПа, нефтепродукты после выдержки отвержденного образца в воде в течение 2,7 и 1^ сут отсутствуют, ХПК экстракционной воды через 7 сут составила 0,672 кг 02/м3. 1620468 П р и м е р 2. К 929,65 г отраТаким образом, способ обеспечивает ботанного бурового раствора плотносвысокую надежность обезвреживания тью 1,^9'Юз к г / м з (ОБР^), рН 8,9, отвержденного бурового раствора и состоящего из, мас.%: твердая фаза повышение его агрохимических саойста. 5 33,2; вода 57,2 и нефть 9,6, а также Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ХПК фильтрата 15,4 кг Oft/мЗ, вводят при постоянном перемешивании 35,35 г Способ отверждения отработанного карбамидной смолы, содержащей 0,07 г бурового раствора путем последоваТЭПа, 0,28 г ДМЭАДф и 35 г ДСФ. Че- 10 тельного введения карбамидной смолы рез 6 сут твердения прочность на и двойного суперфосфата, о т л и ч а сжатие достигает 0,56 г.МПа, нефтею щ и й с я тем, что» с целью повыпродукты после выдержки отвержденношения качества и надежности обезврего образца в воде в течение 2,7 и живания при одновременном улучшении і 1* сут отсутствует; ХПК экстракцией- 15 агрохимических свойств отвержденного. ной воды через 7 сут составило раствора, перед введением в отрабо0,875 кг О г /м3. танный буровой раствор кзрбамидную П р и м е р З . К 899,5 отрабосмолу дополнительно смешивают с теттанного бурового раствора плотностью раэтиленпентамином и димоноэтанол3 1,09 П О кг/мз (0Бр3) и рН 9,2, сое- 20 аминовой солью дифосфоновых кислот, тоящего из, мае.*: твердая фаза 1'3,2, при этом карбамидную смолу, двойной вода 77,9 и нефть 8,9, а также хараксуперфосфат, тетраэтиленпентаиин, теризующийся показателем химического димоноэтаноламиновую соль дифосфонопотребления кислорода фильтратом вых кислот и отработанный буровой 6,7 кг O Q / M 3 , вводят при постоянном 25 раствор используют при следующем соперемешивании 50,5 г карбамидной отношении компонентов, мас.%: смолы, предварительно смешанной с Карбамидная смола 2-5 0,1 - ТЭПА и 0,4 г ДМЭАДФ и 50 г ДСФ. г Двойной суперфосфат 2-5 Через 12 сут твердения прочность на Тетраэтиленпентамин 0,004-0,0J0 сжатие составляет 0,63 МПа, нефте30 Димоноэтанолзминопродукты после выдержки отвержденного вая соль дифосфонообразца в воде в течение 2,7 и 14 сут вых кислот 0,016-0,040 отсутствуют; ХПК экстракционной воды Отработанный бурочерез 7 сут - 1,286 кг вой раствор . , ,Остальное Показатели Плотност ь, к г / м 3 РН Состав, насЛ: твердая фаза вода нефть ХПК фильтрата, кг 0^/м 3 I ОБР, I Т а б л и ц а ОБР а 1 { 0БР 3 1,88.103 t , 4 3 - 1 0 5 1,09-103 8,2 8,9 9,2 59 34,5 33,2 57,2 9,6 13,2 77,Э 8,9 21,6 15,4, 6,7 6,5 1620^68 Т а б л и ц а Опыт Использованные ОЬР Количество кар6амндной Количество мас Д 3 k 5 6 7 8 9 ОБР, ОБР Ч ОБР, ОЬР( OBPfi ОБР3 О6Р, OBP t ОВРЬ Количество Количество ОБР ДМЭАДФ ТЭПА СМОЛУ - 1 t 2 Количество ДСФ 5 5 0.5 10 I т 1.0 2,0 3,5 35 Ь5 15 50 70 15 5.0 7,0 10,0 12,0 100 120 0,04 0,14 100 120 0,02*» 0,07 5,0 7,0 10,0 12,0 0,1 мас Д | 0,0^ 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 3.5 т 0,001 0,002 0,003 0,001* 0,007 0,01 0,014 0,2 1,5 50 70 мас Д 0,01 0,02 0,03 2.0 20 35 1.0 0.5 10 20 т [ мас Д 0,00*1 0,008 0,012 0,016 0,028 0,01* 0,056 0,08 0,096 0,2в 0,1» 0,56 0,8 0,96 Т а б л и ц * т 989,95 979.90 969,85 959,80 929,65 899,5 В59.3 7Э9.0 758,8 3 Опыт Покпівтвли t Плотность ОБР, г/си» Врем» твердели*. 2 1,65 1 ,**9 5 3 2 | ] 6 в 7 10 9 1,09 1,88 1,^9 1,09 1.88 ».*»9 1,09 1,68 6 12 2 6 12 12 : М9 2 1,09 2 6 12 2 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 6М6 .3.2 672 8.2 875 8.9 1286 9.2 710 8,0 900 8,1» О50 8,8 1870 8,2 2280 8,9 210 23Ю 9,2 Механическая прочности, НПа 6150 8,9 РН 2930 8,2 0,15 0,09 0,01. 0,67 0,56 0.6J 0.51 0,59 0,70 0,38 о,*г ЛИ.. сут Время выдержки образцов в воде. сут Нефтепродукты, мг/л ХПК, и г / я Редактор М.Недолуженко Составитель Л.Бестужева Техред м.Дидык 12 Корректор Л.Бескид' Заказ 4219 Тираж v / Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат "Патент11, г. Ужгород, ул. Гагарина,101