Композиція для обробки бурових промивальних рідин

Реферат: Композиція для обробки бурових промивальних рідин містить Праєстол-2530, гідроксид натрію (NaOH), лігносульфонатний реагент, воду, піногасник рідкий Пентакс, змащувальну домішку СБР, антиферментатор М-І Cide. Як лігносульфонатний реагент композиція містить КССБ-МТ. UA 77333 U (54) КОМПОЗИЦІЯ ДЛЯ ОБРОБКИ БУРОВИХ ПРОМИВАЛЬНИХ РІДИН UA 77333 U UA 77333 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до будівництва нафтових і газових свердловин, а саме до композицій для обробки бурових промивальних рідин з низьким вмістом твердої фази, які використовують під час будівництва свердловин. Відомий склад для приготування та обробки бурових розчинів (патент України № 64667А, 6 МПК Е 21 В 21/00, С 09 К 7/00, Бюл. № 2, 2004 p.), що містить, мас. %: високомолекулярний поліакриламід (ПАА) 0,5-25,0 карбонат калію (поташ) 0,5-25,0 гідроксид калію 0,5-15,0 лігносульфонат конденсований 0,1-25,0 ксантановий біополімер 0,01-5,0 поліаніонна целюлоза (ПАЦ) решта. Недоліками розчину є його схильність до біологічного розкладу, підвищена аерація та висока вартість через те, що для регулювання показників використовують велику кількість ПАЦ. Найбільш близький до композиції, що заявляється є склад для приготування реагенту для 7 обробки бурових розчинів (патент України № 8682 U, МПК Е 21 В 21/00, С 09 К 7/00, Бюл. № 8, 2005 p.), що містить, мас. %: лігносульфонат модифікований конденсований сухий технічний (ЛМК-СТ) 20,0-25,0 високомолекулярний співполімер акриламіду і акрилату натрію типу "Праєстол" 1,0-1,5 гідроксид натрію 10,0-15,0 вода технічна решта. Недоліками складу для приготування реагенту для обробки бурових розчинів є схильність до бактеріального забруднення, підвищена аерація, використання великої кількості лігносульфонатного реагенту, що ускладнює процес приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини (БПР). Спінені бурові промивальні рідини важко піддаються природній дегазації через достатньо високу стійкість утвореної піни. Задачею корисної моделі є створення композиції для обробки бурових промивальних рідин, стійкої до біологічної деструкції, з покращеними змащувальними та антиспінюючими властивостями шляхом додавання антиферментатора, піногасника та змащувальної домішки і зменшення витрат лігносульфонатних реагентів для приготування бурової промивальної рідини. Поставлена задача вирішується тим, що композиція для обробки бурової промивальної рідини, що містить Праєстол-2530, гідроксид натрію (NaOH), лігносульфонатний реагент і воду, додатково містить піногасник рідкий Пентакс, змащувальну домішку СБР, антиферментатор М-І Cide, а як лігносульфонатний реагент містить КССБ-МТ при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: КССБ-МТ 10,0-15,0 піногасник рідкий Пентакс 0,12-0,14 Праєстол-2530 1,0-1,25 змащувальна домішка СБР до 2,0-2,5 гідроксид натрію (NaOH) 1,0-1,5 антиферментатор М-І Cide 0,015-0,02 вода решта. Сукупність суттєвих ознак корисної моделі дозволяє вирішити поставлену задачу. Так, зменшення піноутворення відбувається за рахунок додавання до складу бурової промивальної рідини піногасника рідкого Пентакс, що виготовляється згідно з ТУ У 24.6-32028975-005. Піна, що утворюється при взаємодії бурової промивальної рідини із солями-електролітами: як із тими, що знаходяться в частках вибуреної породи або пластових водах, так і з тими, що потрапляють під час інгібування промивальних рідин, складається із газових бульбашок, розділених тонкими плівками рідини, блокованих колоїдними частинками. Суттєвою функцією піногасника рідкого Пентакс є його здатність знижувати стійкість плівки, змінюючи тим самим її природу. В результаті його деаеруючої дії зменшується спінення промивальних рідин, покращуються їх структурно-реологічні показники. КССБ-МТ є продуктом поліконденсації лігносульфонатів технічних з формаліном та карбамідом у кислому середовищі, виготовляється згідно з ТУ У 24.6-32374539-003:2005. Має 1 UA 77333 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кращі властивості як стабілізатор бурових промивальних рідин порівняно з ЛМК-СТ, регулює структурно-реологічні показники. Праєстол-2530 - аніонний полімер, одержаний шляхом співполімеризації акриламіду і аніонного сомономера на основі акрилової кислоти, є флокулянтом вибуреної гірської породи і одночасно регулює показник фільтрації. Виготовляється згідно з ТУ 2216-001-40910172-98. Антиферментатор М-І Cide - призначений для попередження бактеріального розкладу органічних компонентів промивальних рідин на водній основі. Реагент являє собою 50 %-ний водний розчин гідроксіетилтриазину. Продукт компанії М-І Drilling Fluids (США), виготовлений згідно зі стандартом АНІ. Змащувальна домішка СБР - виготовляється на основі продуктів рослинного походження, виробляється згідно з ТУ У 24.6-32860217-001. Змащувальна домішка СБР покращує змащувальні властивості бурової промивальної рідини, знижує ймовірність виникнення прихоплень під час буріння. Гідроксид натрію (NaOH) - регулятор водневого показника БПР - виготовляється згідно з ГОСТ 2263. Глинопорошок ПБА-18 "Normal", що використовують під час приготування бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції, є продуктом переробки природних бентонітових глин. Виготовляється згідно з ТУ У 14.2-00223941-007 і використовується для утворення у воді структурної дисперсійної системи з мінімальним вмістом твердої фази. Композицію для обробки бурових промивальних рідини готують наступним чином. Сухі компоненти суміші подають у запропонованому співвідношенні у спеціалізований вузол змішування з наступним перемішуванням до отримання однорідної суміші. Її готують у такій послідовності: спочатку у воду вводять антиферментатор М-І Cide, піногасник рідкий Пентакс і перемішують протягом 5 хв; наступним кроком є додавання КССБ-МТ + гідроксид натрію (NaOH); після перемішування протягом 30 хв вводять Праєстол-2530, останнім кроком для зменшення коефіцієнта тертя кірки є введення змащувальної домішки СБР. Для випробування композиції для обробки бурових промивальних рідини проводять гідратацію глинопорошку (ПБА-18 "Normal"), після чого у суспензію з вмістом глинопорошку від 2,0 до 3,0 мас. % вводять заготовлену композицію. Результати досліджень запропонованої композиції для обробки бурової промивальної рідини та її властивостей порівняно з найближчим аналогом наведено у таблиці 1. Кількість піногасника рідкого Пентакс 0,12 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що при використанні меншої кількості в даній системі не повною мірою забезпечується попередження аерації бурової промивальної рідини, а більша кількість ніж 0,14 мас. % призводить до нераціонального використання реагенту, тому оптимальна концентрація піногасника рідкого Пентакс становить 0,12-0,14 %. Концентрацію КССБ-МТ на рівні 10 мас. % слід вважати нижньою межею, тому що 3 підвищувати показник фільтрації вище 6,0 см /хв не можна (дослід 4 табл. 1). Збільшувати концентрацію КССБ-МТ вище 15 мас. % економічно недоцільно, тому що показник фільтрації вже дорівнює 4, і для регулювання структурно-реологічних показників такі межі є достатніми. Для регулювання водневого показника розчину концентрацію гідроксиду натрію (NaOH) вибирають (згідно з лабораторними дослідженнями) залежно від ваги сухого КССБ-МТ у кількості 10 %, тобто у межах 1,0-1,5 мас. % гідроксиду натрію (NaOH). Вміст Праєстолу-2530 від 1,0 до 1,25 мас. % забезпечує флокулюючі властивості на достатньому технологічному рівні, зменшення його концентрації менше 1,0 % не дозволяє в комбінації із реагентом КССБ-МТ забезпечити необхідний рівень стабілізації промивальної рідини, а збільшення його у цьому розчині більше 1,25 % є нетехнологічним з огляду на інтенсивну коагуляцію рідини. Концентрації антиферментатора М-І Cide для забезпечення стійкості БПР до бактеріального забруднення використовують у межах від 0,015 до 0,02 мас. %. Приклад 1 приготування бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції для обробки бурових промивальних рідин (дослід 4, табл. 1): У 500 мл води проводять гідратацію 10 г глинопорошку ПБА-18 "Normal", далі при перемішуванні додають заготовлену композицію, яку готують таким чином: спочатку до 160 мл води додають 0,03 г антиферментатора М-І Cide, 0,24 г піногасника рідкого Пентакс і перемішують протягом 5 хв; наступним кроком є додавання 20 г КССБ-МТ + 2 г гідроксиду натрію (NaOH); після перемішування протягом 30 хв додають 2 г Праєстолу-2530. Далі вводять змащувальну домішку СБР у кількості 4 г, перемішують 20 хв, після чого доводять об'єм водою до 200 мл. Через 30 хв перемішування заготовленої композиції у кількості 15 % її додають до 2 UA 77333 U 5 10 15 20 25 30 глинистої суспензії 2 % концентрації. Параметри бурової промивальної рідини стали: густина 3 3 1020 кг/м , умовна в'язкість - 32 с, показник фільтрації - 5,5 см /30 хв, СНЗ1/10-18/23 дПа. Приклад 2 приготування бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції для обробки бурових промивальних рідин (дослід 5, табл. 1): У 500 мл води проводять гідратацію 15 г глинопорошку ПБА-18 "Normal", далі при перемішуванні додають заготовлену композицію, яку готують таким чином: спочатку у 160 мл води додають 0,04 г антиферментатора М-І Cide, 0,28 г піногасника рідкого Пентакс і перемішують протягом 5 хв. Наступним кроком є додавання 30,0 г КССБ-МТ + 3,0 г гідроксиду натрію (NaOH); після перемішування протягом 30 хв вводять 2,5 г Праєстолу-2530. Далі додають змащувальну домішку СБР у кількості 5 г, перемішують 20 хв, після чого доводять об'єм водою до 200 мл. Через 30 хв перемішування заготовленої композиції у кількості 15 % її додають до глинистої суспензії 3 % концентрації. Параметри бурової промивальної рідини 3 3 стали: густина - 1020 кг/м , умовна в'язкість - 46 с, показник фільтрації - 3,5 см /30 хв, СНЗ1/1028/39 дПа. Моделювання, приготування та регулювання параметрів бурової промивальної рідини проводили в лабораторних умовах із застосуванням стандартного обладнання і методик. З наведених прикладів приготування бурової промивальної рідини і даних таблиці 1 видно, що параметри регулюються у технологічно необхідних межах без перевитрати реагентів, мінімальне значення густини дозволяє застосовувати бурову промивальну рідини в умовах низьких пластових тисків. Досягнуто високих деаеруючих показників. Піноутворюючу активність запропонованого складу композиції для обробки бурових промивальних рідин визначали в лабораторних умовах порівняно із промивальною рідиною за прототипом (дослід 7, табл. 1). За результатами досліджень встановлено, що запропонована композиція для обробки бурової промивальної рідини має кращі антиспінюючі показники. Таким чином, використання запропонованої композиції для обробки бурових промивальних рідин дозволяє досягти технічного результату: підвищення стійкості бурової промивальної рідини із застосуванням запропонованої композиції до біологічної деструкції, покращення її змащувальних та антиспінюючих властивостей завдяки додаванню антиферментатора, піногасника та змащувальної домішки і зменшення витрат лігносульфонатних реагентів для приготування бурової промивальної рідини. 3 UA 77333 U Таблиця 1 Склад і властивості бурової промивальної рідини із застосуванням розробленої композиції Склад бурової промивальної рідини, мас % Властивості бурової промивальної рідини Анти ГідПіноутНопоказник Піно- феррокворюмер Прагустиумовна фільтра- Спінюгасник менКССБ- сид Змащувальна СНЗ, юча досєстолна, в'язкість, ції, ваність, рідкий татор МТ нат- домішка СБР актив3 дПа 3 ліду 2530 кг/м с см /30 % Пентакс М-1 рію ність, хв Cide NaOH мл 1 Глиниста суспензія 2 % концентрації 1030 0/6 26 >40 2 Глиниста суспензія 3 % концентрації 1030 2,5/13 28 >40 технологічний у приготуванні в умовах 0,11 0,02 0,75 5 0,5 1,0 свердловини 1030 5/7 28 3 № 1+5,0 % композиції № 1+10,0 % композиції 1020 18/13 30 5 10 № 1+15,0 % композиції 1020 15/20 36 10,0 технологічний у приготуванні в умовах 0,12 0,05 1,0 10 1,0 2,0 свердловини № 1+5,0 % композиції 1030 8/26 24 10,5 4 № 1+10,0 % композиції 1020 11/21 26 7,0 2,5 5 № 1+15,0 % композиції 1020 18/23 32 5,5 № 2+15,0 % композиції 1020 24/31 34 5,0 технологічний у приготуванні в умовах 0,14 0,1 1,25 15 1,5 2,5 свердловини № 1+5,0 % композиції 1030 16/29 32 9,0 5 № 1+10,0 % композиції 1020 19/23 40 6,5 2,5 5 № 1+15,0 % композиції 1020 22/29 44 4,0 № 2+15,0 % композиції 1020 28/39 46 3,5 нетехнологічний у приготуванні в умовах 0,15 0,2 1,5 20 2,0 3,0 свердловини 1030 23/25 42 7,5 6 № 1+5,0 % композиції № 1+10,0 % композиції 1020 25/27 50 5,0 2,5 5 № 1+15,0 % композиції 1020 39/46 60 3,0 Склад бурової промивальної рідини за найближчим Властивості бурової промивальної рідини за аналогом, мас. % прототипом Праєстол ЛКМ-СТ NaOH 1,0 20 10 7 - 42/57 51 6 12,5 25 2-ий % р-н глинопорошку + 16,3 % реагенту за найближчим аналогом ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Композиція для обробки бурових промивальних рідин, що містить Праєстол-2530, гідроксид натрію (NaOH), лігносульфонатний реагент і воду, яка відрізняється тим, що додатково містить піногасник рідкий Пентакс, змащувальну домішку СБР, антиферментатор М-І Cide, а як лігносульфонатний реагент містить КССБ-МТ при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: КССБ-МТ 10,0-15,0 піногасник рідкий Пентакс 0,12-0,14 Праєстол-2530 1,0-1,25 змащувальна домішка СБР до 2,0-2,5 гідроксид натрію (NaOH) 1,0-1,5 антиферментатор М-І Cide 0,015-0,02 вода решта. 4 UA 77333 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5