Реагент для обробки бурових розчинів

Реагент для обробки бурових розчинів, що містить жирні високомолекулярні кислоти, поверхнево-активні речовини, гідроксид лужного металу, який відрізняється тим, що додатково містить склад в’яжучий АЗМОЛ СВ 20/70, додаток АЗМОЛ 3 тетичних жирних кислот, фракції С20-С25, лужного реагенту, гідрофільного уретанового предполімеру, дизельного пального [заявка 99108177/03, Росія, С09К, 27.01.2001р.]. Ці склади обумовлюють покращення окремих або декількох характеристик бурових розчинів, проте не забезпечують комплексного змінення структури та властивостей розчинів, у тому числі із заліком розширення сфери їхнього можливого використання. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, за сукупністю ознак є реагент для обробки технологічних рідин, що використовуються у нафтовидобувній промисловості [патент 2181370, Росія, С09К, 20.04.02р. - прототип], що містить, мас. %: неомилювані кубові залишки виробництва синтетичних жирних кислот з кислотним числом 70-100мгКОН/г, ефірним числом 35-45мгКОН/г 32,2-48,8 гідроксид калію 3,8-5,7 неіоногенна поверхнево-активна речовина - оксиетильований моноалкілфенол зі ступенем штилювання менще 9 4,5-9,0 вода решта Відомий реагент виявляється ефективним понижувачем водовіддання з хорошими емульгуючи ми та змащувальними властивостями. Проте, поряд з позитивними властивостями, має вибіркову сумісність з хімічними реагентами, використовуваними для обробки бурових розчинів, не має достатніх антикорозійних, гідроізолюючих властивостей, седиментаційної стійкості та термостабільності. В основу корисної моделі поставлене завдання розробки реагенту багатоцільової дії із підвищеними змащувальними, антикорозійними, гідро ізолюючими, пептизуючими властивостями, сумісністю з найбільш часто використовуваними хімічними реактивами, солестійкістю, термостійкістю, а також здатністю регулювання при його використанні структурно-механічних та фільтруючих властивостей бурового розчину. Поставлене завдання досягається тим, що пропонований реагент для обробки бурових розчинів уявляє собою композицію, що містить високомолекулярні жирні кислоти, вилучені з рослинних олій, гідроксид лужного металу, поверхневоактивну речовину, відповідно до корисної моделі як поверхнево-активну речовину містить фосфатидний комплекс, як гідроксид лужного металу містить гідроксид натрію та, додатково, містить склад в’яжучий АЗМОЛ СВ 20/70, додатки: АЗМОЛ БП-3 та ПМС-200А, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: склад в’яжучий АЗМОЛ СВ 20/70 46-49 фосфатидний комплекс 6,9-11,1 високомолекулярні жирні кислоти, вилучені з рослинних олій 33-41 додаток АЗМОЛ БП-3 0,155-0,245 гідроксид натрію 5,84-6,72 19570 4 додаток ПМС-200А 0,015-0,025 Пропонований реагент для обробки бурових розчинів виготовляють з доступної сировини, характеристика якої наведена нижче. Склад в’яжучий АЗМОЛ СВ20/70 вироблений згідно з ТУ У 00152365.110-2000 або відповідно до патенту України „Спосіб отримання бітумінозного в’яжучого» №43118. Склад в’яжучий АЗМОЛ СВ 20/70 багатофункціональний за своїми властивостями, що обумовлено складом вхідних до нього компонентів із урахуванням наступного перетворення їх у процесі окиснюваної деструкції, каталізованої солями марганцю, заліза, міді, алюмінію, що містяться у амбарних відходах (переважно відходи виробництва мастил, змащувально-охолоджувальних рідин, покривів та ін.). Ці солі ініціюють перетворення органічних сполук у нетрадиційних напрямках, переважно із утворенням епоксисполучень, смолистих речовин, асфальтенів. Цьому ж сприяє присутність у окиснюваній масі поверхневоактивних речовин різноманітної хімічної природи. Амбарні відходи, що входять до складу окиснюваної суміші, містять графіт, алкілфенолуротропиновий комплекс, сірку, різноманітні реакційно-активні речовини, здатні до різнопланових хімічних перетворень, а також мила таких металів як кальцій, молібден, марганець, залізо, натрій, літій. При потраплянні у буровий розчин солей різноманітних металів металеві мила утримують їх у своєму складі внаслідок утворення асоційованих сполучень, забезпечуючи таким способом достатньо високу солестійкість розчину. Визначною особливістю складу в’яжучого АЗМОЛ СВ 20/70 виявляється здатність до утворення сполучень вміщування. Утворення їх не залежить від дії основних або побічних валентностей. Ці речовини утворюються за рахунок того, що одна чи декілька молекул однієї речовини просторово вміщують у себе молекулу іншої речовини, як би оточуючи її міцним каркасом, внаслідок чого вона не може відокремитися від вміщуючоїречовини самочинно. Проміж вміщеною та вміщуючою молекулами виникають деякі сили взаємодії, роль яких при утворенні сполучень вміщування достеменно не з’ясована. Здатність складу в’яжучого АЗМОЛ СВ 20/70 до утворення сполучень вміщування визначає ряд властивостей пропонованого реагенту, таких як седиментаційна стійкість, з’єднувальність з великою кількістю реагентів, що застосовуються для обробки бурових розчинів, здатність регулювання при його використанні структурно-механічних та фільтраційних властивостей бурових розчинів. Фосфатидний комплекс отримують при переробці рослинних олій методом екстракції, який виробляють за специфікацією виробника та застосовують у виробництві мастил, змащувальноохолоджувальних рідин, а також поверхневоактивних речовин спеціального призначення. 5 19570 6 Фосфатидний концентрат (комплекс) містить: Фосфатидні кислоти: CH2-OCOR CH2 лецітини OCOR CH2 Цефаліни OCOR CH-OCOR CH OCOR CH OCOR CH2-OCOPO(OH)2 CH2 OCH2CH2N(CH2)3OH CH2 OCOP OH O OCH2CH2NH2 а також складні естери, спирти, деяку кількість вуглеводнів. Фосфатиди характеризуються досить високиВисока хемосорбційна спроможність фосфами поверхнево-активними та антиокиснювальними тидного комплексу в поєднанні із складом властивостями. Однією з особливостей фосфав’яжучим АЗМОЛ СВ 20/70, проявляючись тидного комплексу виявляється його спроможність гідрофобізуючим по відношенню до металів ефекнабрякати у воді із утворенням своєрідної том, забезпечує гідроізолюючі властивості пропомолекулярної структури, зв’язуючи таким спосонованого реагенту. Фосфатиди, контактуючи із бом значну її кількість. Ця особливість фосфатидскладом в’яжучим АЗМОЛ СВ 20/70 на даному ного комплексу використана авторами при етапі технологічного процесу не потерпають значрозробці пропонованого реагенту для обробітку них хімічних змін, розподіляючись у його структурі бурових розчинів, що дозволило значно понизити у вигляді різноманітних асоційованих сполучень. його водовіддачу. На наступному етапі технологічного процеса у Високомолекулярні жирні кислоти отримані реактор завантажують 370кг високомолекулярних шляхом омилювання лугом рослинних олій із нажирних кислот. Завантаження кислот здійснюють ступним розкладанням мила мінеральною кислопорційне аби запобігти пониженню температури тою та промиванням водою. Жирні кислоти виявнижче 1100С. Потім до реакційної суміші додають ляються напівфабрикатом виробництва та широко 2кг додатку АЗМОЛ БП-3. використовуються у різних галузях промисловості. Додаток АЗМОЛ БП-3 поруч із адгезійними Додаток АЗМОЛ БП-3, вироблений за має високі поверхнево-активні властивості та ситехнічними умовами ТУ У 00152365.102-2001, нергетичне підвищує емульгуючу спроможність уявляє собою продукт взаємодії кислих мил, отримуваних на наступному етапі поліетиленполіаміну з жирними кислотами. Характехнологічного процесу, в тому числі і вхідних у терна особливість його полягає в тім, що при склад фосфатидного комплексу. зберіганні поверхнево-активних властивостей має По закінченні завантаження сировинних високу адгезію та знаходить використання як компонентів підіймають температуру реакційної біфункціональний компонент у виробництві масмаси до 1200С та при активному перемішуванні на тил, шляхових покривів. протязі 2,5-3 годин досягають однорідності, опісля Гідроксид натрію, що виробляється за ГОСТ чого приступають до її омилення. Для цього в ре2263, широко використовуваний компонент у баактор подають 62,8кг (у перерахунку на 100%) гатьох сферах народного господарства. 40%-ного водяного розчину гідроксиду натрію при Додаток ПМС-200А що виробляється за ТУ У одночасному введенні антипінного додатку ПМС623849235.083-2001є загально уживаним 200А. Завдяки вдало підібраному співвідношенні піногасником та використовується за прямим прикомпонентів як кінцевий продукт вдалося отримати значенням. не середні, а кислі мила. У пропонований реагент для обробки бурових Кислі мила уявляють собою молекулярні спорозчинів введені компоненти органо-неорганічної лучення середнього мила, у даному випадку природи різноцільового призначення, здатні до (RCOONa), із еквімолекулярною кількістю кислоти. різноманітних хімічних перетворень. Отримування Для натрових мил у літературі вказано три типи кінцевого продукту із визначеною авторами перекислих мил: 2RCOONa RCOOH; 2RCOONa дбачуваного винаходу сукупністю властивостей 2RCOOH; RCOONa 2RCOOH. можливо за умови проведення технологічних Відповідно до пропонованої корисної моделі, операцій в установленій послідовності та отримують тип мила, відповідаючий формулі дотримуванні норм технологічного режиму. 2RCOONa RCOOH, який уявляє собою Виготовлення пропонованого реагенту для індивідуальну хімічну сполуку. обробки бурових розчинів, названого АЗМОЛ САПроцес омилення продовжують на протязі 6,515Б, полягає у наступному: 8 годин до отримування стабільного значення рН Реактор, обладнаний механічним 30%-ного водяного розчину реакційної маси. перемішуючим пристроєм та сорочкою для Потім підіймають тепературу у реакторі до підігрівання та охолодження теплоносієм, напов130-1350С, стабілізують продукт при цій нюють із розрахунку на 1 тонну готового продукту: температурі та активному перемішуванні протягом 475кг складу в’яжучого АЗМОЛ СВ 20/70, 1-1,5 годин, після чого, не понижуючи температури підігрівають до 105-1100С та подають при здійснюють злив готового продукту в тару. перемішуванні 90кг фосфатидного комплексу. 7 19570 З використанням зазначених вище компонентів за наведеною технологією 8 виготовлені зразки реагенту для обробки бурових розчинів, які наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Компоненти Склад в’яжучий АЗМОЛ СВ 20/70 Фосфатидний концентрат Високомолекулярні жирні кислоти, виділені із рослинних олій Додаток АЗМОЛ БП-3 Гідроксид натрію (100%) Додаток ПМС-200А Зразок 1 Вміст інгредієнтів у зразках (мас. %) Зразок 2 Зразок З Зразок 4 Зразок 5 39,1 12,75 46 6.9 47,5 9 49 11,1 51 6,3 43 0,237 4,9 0,013 41 0,245 5,84 0,015 37 0,2 6,28 0,02 33 0,155 6,72 0,025 35,5 0,165 7,0 0,035 Запропонована стадійність та режим технологічного процесу, а також порядок завантаження компонентів та їх співвідношення обумовлені цілеспрямованістю на отримування ефективного кінцевого продукту. Інші варіанти технологічного процесу, випробувані авторами при розробці реагенту для обробітку бурових розчинів, приводять до пониження його якості. Окрім того, підбір сировинних компонентів та особливий спосіб їх технологічної обробки дозволили авторам отримати реагент для обробки бурових розчинів із властивостями, які не могли бути спрогнозовані, у особливості по відношенню універсальності його використання. На базі означених зразків були виготовлені 30%-ві водяні розчини реагенту із наступним визначенням їх властивостей, фізіко-хімічна характеристика яких наведена в таблиці 2. Таблиця 2 Найменування Величина показників Зразок 1 Зразок 2 Зразок З Зразок 4 Зразок 5 Прототип Густина при 200С 963 1122 1142 1096 1069 1060 г/см3 Концентраціяводне 8,25 9,23 9,65 9,1 8,9 8,96 вих іонів, РН В’язкістькінематичн 5,02 5,31 6,89 5,8 5,76 5,03 апри 500С, сСт Корозійнийвплив Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує наметали, ст 45, 3 години,500С, Розчинність у воді Розчин. Розчин. Розчин.. Розчин. Розчин. Розчин. Жорсткістьрозчину, 3800 4200 4500 4700 3800 3800 мг/лВміст хлорід15900 16800 20000 17000 16000 17000 іонів, мг/л Змащувальнівласт ивості на ЧКМ: навантаження зварювання, Нз 1120 1260 1410 1370 1200 1120 навантаження критичне, Нкр 890 1120 1190 1130 905 890 індекс задиру, Из 43,6 49,8 56,3 51,9 44,0 43,9 Дані, наведені у таблиці 2, показують, що реаристик, які визначають якість реагенту для обробгент для обробки бурових розчинів уявляє собою ки бурових розчинів. досить густий та в’язкий продукт із високою змаТаким чином, пропонований реагент для общувальною спроможністю, антикорозійними вларобки бурових розчинів, який названо АЗМОЛ САстивостями, солестійкістю. 15Б виявляється продуктом багатоцільової дії із Як оптимальний прийнято зразок 3 з найкрапідвищеними змащувальними, антикорозійними, щими змащувальними властивостями, високою гідроізолюючими, пептизуючими властивостями, густиною та оптимальною в’язкісною характерисумісністю із найбільш часто вживаними хімічними стикою. Відхилення кількісного співвідношення реактивами, солестійкістю, термостійкістю, а також компонентів у зразках 1 та 5 від заявлених меж спроможністю регулювання, при його (зразки 2, 3, 4) викликає пониження низку характевикористанні, структурно-механічних та фільтраційних властивостей бурового розчину. 9 19570 Високі адгезійні, солюбілізуючі, сольватуючі властивості, а також спроможність до асоціювання з іншими речовинами обумовлюють розширення технічного використання реагенту для обробітку бурових розчинів. Зокрема, він може бути використаний як протипиловий покрив при транспортуванні вугілля, а також компоненту для покращування брикетованості густого бурого вугілля. Освітлення сутності пропонованих розробок виявляється матеріалом для самостійних заявок на передбачувані винаходи. Реагент для обробки бурових розчинів АЗМОЛ СА-15Б випущений та випробовуваний у промислових умовах і має позитивні результати. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 10 Партія реагенту була застосована на свердловині 74 Юліївського ГКР з глибини 3292 м при появі ознак осипання стінок свердловини (часті проробки, не доходження геофізичних приладів). Реагент застосовували у вигляді 25%ного водного розчину, який додавався до робочого бурового розчину. Після обробки бурового розчину реагентом АЗМОЛ СА-15Б кількість проробок значно зменшилась, а з часом взагалі зникла, що засвідчує високі інгібуючі властивості реагента. Геофізичні дослідження також проводились без ускладнень. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601