Спосіб виготовлення реагенту для обробки бурових розчинів

Союз Советских Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03J37.80 (21) 2953047/23-03 с присоединением заявки № Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет |51)М.Кл.3 С 09 К 7/02. . Опубликовано 23.02.83. Бюллетень №7 Дата опубликования описания 2 3.0 3.83 (53)УДКб22.243 .444(088.8) (72) Авторы изобретения А . Г . Р о з е н г а ф т , З.Ю. Г й н к о в с к а я , Н.Х. Т и т а р е н к о , О . Н . В е р б и ц к и й , Ф.В. К о р н я г а и А . в . Мухин ,(71) Заявитель Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ , . • " БУРОВЫХ РАСТВОРОВ л Изобретение относится к бурению скважин, в частности к химическим реагентам, применяемым для Обработки буровых растворов. Известны способы получения химических реагентов путем модификации полиакрилонитрила и его произвол-: ных [1]. Однако буровые растворы, обработанные этими реагентами, имеют низкую солестойкость, их фильтрационные свойства резко ухудшаются в условиях полиминералъной солевой агрессии. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ приготовления реагента обработки буг ровых растворов путем щелочного раствора гидролиза мокрых отходов волокна "нитрон" [2}. Однако солестойкость и ингибирующие свойства буровых растворов, обработанных этим реагентом, тоже невысока. Цель изобретения - повышение солёстойкости и ингибирующих свойств раствора, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления реагента для обработки буровых растворов путем щелочного гидролиза акри 10 '-* 20 25 30 лового полимера, гидролиз ведут в присутствии лигносульфонатов при следующем соотношении компонентов, в вес.%: Акриловый полимер 8-12 Щелочь 5-10 Лигносульфонаты . 2-15 Вода . Остальное В качестве лигносульфонатов применяется сульфит-спиртовая барда,сульфит-дрожжевая бражка,• конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) или феррохромлигносульфонат (ФХЛС) . П р и м е р . Для получения реагента приготовлено 13 смесей, составы которых приведены в табл. 1. В качестве источника полиакрилонитрила использовались тканевые отходы из волокна "нитрон" Полтавской, Черкасской и Одесской трикотажных фабрик. Существенных различий в их свойствах нет. В качестве лигносульфонатов применяли сульфит-спиртовую барду, сульфит-дрожжевую бражку, КССБ, ФХЛС. Свойства реагента не зависят от источника лигносульфонатов. Каждая смесь готовилась отдельно путем щелочного гидролиза отходов г 998484 тканей из волокна "ниііон" при 85100 С в присутствии лигьосульфоната, Действие реагента оценипапось в системе высокомичерализовэнного бурового раствора, засоленного 30% хлорида натрия и 2% сульфата кальция. Сравнивалась водоотдача и диспергирующая способность растворов, обработанных реагентом, приготовленным по предлагаемому и известному способом, Для получения 1000 г реагента по предлагаемому способу в 750 г воды растворяли 70 г щелочи, 80 г ССБ и вводили в смесь 100 г лоскутов из волокна "нитрон". Смесь выдержали на водяной бане при 95-100 °С в тече- 15 ние 5 ч, после чего охладили ее до комнатной температуры. Базовый буровой раствор обрабатывался полученным химреагентом. Расход реагента составлял 15 вес.%. 20 В табл. 2 приведены данные об эффективности реагентов, приготовленных разными способами. Из табл. 2 видно, что гидролиз в присутствии лигносульфонатов значи25 тельно повышает солесгойкость растворов . Об этом свидетельствуют малые значения водоотдачи растворов, обработанных реагентом, содержащим лнгносульфонаты. Одновременно с этим зна30 чительно повышается ингибирующая способность растворов. Водоотдача раствора, обработанного реагентом, приготовленным по известному способу, превышает 40 см/30 мин. Водоотдача раствора,об-35 работанного предлагаемым реагентом, находится на уровне 3-4 см/30 м. Минимальное количество лигносульфоната, при котором начинает проявляться его действие, равно 2%. Мак- 40 симальное количество лигносульфоната, сверх которого повышать содержание лнгиосульфоиата нецелесообразно, равно 15%. В табл. 3 показано сравнение' стой-45 кости буровых растворов, обработанных известными и предлагаемым растворами. Из табл. 3 видно, что буровой раствор, обработанный реагентом, по- 50 лученным в соответствии с предлагаемым спосбом, значительно превосходит известный буровой раствор по салестойкости н ингибирующему эффекту. Так, водоотдача известного бурового раствора, содержащего 10% КССБ и 10 55 гипана до засолонения равна 3 2 см /30 мин, а после засолонения 3 18 см /30 мин, При меньшем содержании лигносульфонатов и гипана водоотдача после засолонения еще больше V 20 см /30 мин при содержании 10% 3 КССБ и 7% гипана; 28 см /30 мин 3 при 7% КССБ и 7% гипана,31 см /30 мин при 5% КССБ и 5% гипана . Коэффициент устойчивости аргиллита находится на уровне 70-77% . Водоотдача бурового раствора, образованного 15% реагента, полученного по предлагаемому способу, после засолонения равна 4 см^ЗО мин,а при содержании реагента в количестве 10% водоотдача в аналогичных условиях 3 равна 11 см /30 мин. Коэффициент устойчивости соответственно равен 91 и 86%. Проверялось также действие реагента, полученного тремя различными способами : введением лигносульфонатов в состав реакционной смеси до проведения гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон", введением лигносульфонатов в горячий продукт щелочного гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон" и смешением лигносульфонатов с охлажденным продуктом щелочного гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон". Результаты проверки действия реагента показали, что только при проведении щелочного гидролиза в присутствии лигносульфонатов можно получить реагент, обеспечивающий высокую солестойкость бурового раствора. Так, при прочих равных условиях введение в раствор 15% реагента, полученного по предлагаемому способу (первому) после засолонения 30% NaCl и 2% CaSO^ обеспечивает минимальное значение водоотдачи (4 см э /30 -мин). При обработке базового раствора таким же количеством реагента,полученного по второму и третьему способу, водоотдача после засолонения равняется соответственно 27 и 40 см3/30 мин . Аналогичные результаты получены при применении вместо отходов тканей из волокна "нитрон" порошкообразного полиакрилонитрила. Использование изобретения позволяет повысить эффективность химической обработки буровых растворов. Одновременно снимаются затраты на химическую обработку буровых растворов. 998434 Т а б л и ц а 1 Состав, вес. % Смесь отходы тканей из волокна "нитрон" щелочь 1 лигносульфонат (сульфит-спиртовая барда) 7 вода 79 2 . 8 7 8 3 10 7 4 12 7 в в 5 15 7 8 70 6 10 3 8 79 7 10 5 8 77 8 10 10 8 72 9 10 12 в 70 10 10 7 0,5 82,5 11 10 7 1 82 12 10 7 15 68 13 10 7 18 63 14 10 7 2 61 77 75 73 Т а б л и ц а 'Назначение химической обработки раствора Известный способ приготовления реагента Параметры раствора после обработки Вязкость, с СНС мг/см^ Водоотдача, см3/30 мин Водоотдача после термостатироваиия при І20°С Коэффициент устойчивости аргиллита в фильтрате, % 40 60 28 3/8 29, 4/11 87 27 0/8 91 30 • 0/0 92 40 Предлагаемый способ состав 1 состав 2 состав 3 2 998484 Продолжение т а б л , 2 Назначение химической обработки раствора Параметры раствора после обработки Вязкость с сне мг/см Водоотдача, см э /30 мин Водоотдача после термостатирования при 120°С Коэффициент устойчивости аргиллита в фильтрате, % состав 4 26 0/0 4 4 91 состав 5 27 2/9 4 4 90 состав 6 Гидролиз не прошел состав 7 Гидролиз не прошел состав 8 31 5 4 90 состав 9 28 9 7 88 состав 10 30 4/13 38 40 76 состав 11 27 3/11 39 38 74 состав 12 29 0/4 4 4 91 состав 13 29 0/6 4 3 92 состав 14 28 0/6 14 13 92 Раздельное введение реагента, приготовленного по известному способу, и ССБ 10% реагента + 5% ССБ 40 40 63 20% реагента + 5% ССБ 40 40 65 30* реагента + 5% ССБ 32 40 77 10 998484 Добавка к исходному раствору, % Т а б л и ц а Параметры раствора 3 Коэффициент усшичииии і и аргиллита в фильтрате, % т f~% ТІ Т Г И "П ґ~і і"1 Т Вязкость , с сне, мг/см Водоотдача, ему 30 мин Водоотдача после термостатирования при 120°С I. Обработка раствора реагентом, полученным по предлагаемому способу (состав 3) Исходный раствор + 15% реагента Исходный раствор + + 1 5 % реагента + + 30% NaCl + 20 CaSfy 43 32/51 ЗО Исходный раствор + + 10% р е а г е н т а 37 28/46 Исходный раствор + + 10% реагента + + 30% NaCl + 2% CaSO4 33 92 0/0 12/18 I. Лигносульфатный буровой раствор, обработанный гипаном -Исходный раствор + ,+ 1,5% КССБ + 1,5% гипана 26 11/18 Исходный раствор + + 1 , 5 % КССБ + 1,5% гипана + 30% NaC! + f 2% CaSO, нт 86/140 ^сходный раствор + + 3% КССБ + 3% гипана 25 18/21 Исходный раствор + + 3% КССБ + 3% гипана + 30% NaCl + + 2% нт 89/156 Исходный раствор + + 5% КССБ + 5% гипана 29 18/31 Исходный р а с т в о р + + 5 % КССБ + 5 % г и п а н а + 30% NaCl + + 2 % CaS04 нт Исходный раствор + + КССБ + 7% гипана 35 35/156 Исходный раствор + + 7 „ КССБ + 7% гипа ' на + 30% NaCl + + 2% CaS0 4 95 75/126 10 40 69 40 72 69 40 40 71 70 31 35 70 28 31 74 U 11 12 998484 Продолжение табл. 3 Добавка к исходному Коэффи Параметры раствора Вязкость, с сне, мг/см Водоотдача, см V 3 0 ми н Исходный раствор + + 10% КССБ + 7% гипана 35 Исходный раствор + + 10% КССБ + 7% гипана + 30% N a d + + 2% CaS0 4 Исходный раствор + + 10% КССБ + 10% гипана 102 Водоотдача после термостатироваг ния при 120°С тойчивости аргиллита_ в фильтрате, % 74 29/49 75/146 20 20 77 76 Исходный раствор + + 10% КССБ + 10% гипана + 30% NaCl + + 2% CaS0 4 98 18 20 III. Обработка раствора реагентом, полученным при введении лигносульфонатов в горячий продукт щелочного гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон" Исходный раствор + + 15% реагента 47 35/56 3 Исходный раствор + + 15% реагента + + 30% NaCl + 2% CaS0 v 84 16/31 19 59 76 41/67 Исходный раствор +• + 10% реагента Исходный раствор + + 10% реагента + + 30% NaCl + 2% • , 89 23 4 74 38 72 IV, Обработка раствора реагентом, полученным при смешении лигносульфонатов с охлажденным продуктом щелочного гидролиза отходов тканей из волокна "нитрон" Исходный раствор + + 1 5 % реагента 49 Исходный раствор + + 30% NaC) + 2% Са50„ нт Исходный раствор + + 10% реагента 53 Исходный раствор + + 10% реагента + + 30% NaCl + 2-% СаБСЦ нт 29/51 40 40 63 40 40 63 W49 r ' 0 S ! l> 14 Лигносульфонат Формула и з о б р е і е н и я 2-15 Вода Способ приготовления реагента для Остальное обработки буровых растворов путем щелочного гидролиза акрилового полиИсточники информации, мера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, принятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения солестойкости 1. Кистер Э.Г. Химическая обраи ингибирующих свойств р а с т в о р а , г и д ботка буровых растворов. М., "Недролиз ведут в присутствии лигносульра" , 1972, с. 190-198. фонатов при следующем соотношении ингредиентов , вес.%; 10 2. Авторское свидетельство СССР Акриловый № 663709, кл. С 09 К 7/02, 1975 полимер 8-12 (прототип). Щелочь 5-ІЙ Редактор Г.Беэвершенко Составитель А.Балуева Техред Е.Харитончик Корректор В.Бутяга Заказ 1070/44 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Фнлиап ппп "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4