РЕАГЕНТ-СТАБИЛИЗАТОР БУРОВЫХ РАСТВОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к разработке термосолестойких реагентов, используемых при химической обработке буровых растворов.

Известны акриловые реагенты-стабилизаторы буровых растворов гипан, К-4, К-9, метас и др. [1]
Данные реагенты-стабилизаторы неустойчивы к полиминеральной агрессии.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является реагент-стабилизатор гидролизованный полиакриламид (ГПАА), устойчивый в условиях минерализации по NaCl и КCl и высоких температур [2] ГПАА получают гидролизом ПАА со щелочью в присутствии триполифосфата натрия.

Недостатком известного реагента-стабилизатора является неустойчивость к полиминеральной агрессии, т.е. неустойчивость к ионам кальция и магния. Кроме того, ГПАА применим только с небольшим содержанием глинистой фазы.

Цель изобретения разработка солестойкого реагента-стабилизатора буровых растворов для условий полиминеральной агрессии с различным содержанием твердой (глинистой) фазы, обеспечивающего повышение эффекта стабилизации буровых растворов с различным содержанием глинистой фазы.

Цель достигается тем, что реагент-стабилизатор буровых растворов включает термически обработанный полиакриламид, каустическую соду и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Термически обработан- ный ПАА 2,7-4,5 Каустическая сода 0,5-1,5 Вода Остальное
Реагент-стабилизатор буровых растворов получают путем термической обработки сухого ПАА при 210-225^оС в течение 2,5-3,5 ч, затем производят частичный гидролиз ПАА в водно-щелочной среде с соблюдением соотношений ингредиентов. Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что предлагаемый реагент-стабилизатор буровых растворов отличается от известного оптимальным соотношением ингредиентов и способом термической обработки ПАА в сухом виде.

Анализ известных реагентов-стабилизаторов (табл.1, опыт 1-3), используемых при бурении нефтяных и газовых скважин, показал, что некоторые введенные в предлагаемое техническое решение вещества известны. Однако их применение в сочетании с другими известными ингредиентами не обеспечивает стабилизацию растворов в условиях полиминеральной агрессии и большим содержанием глинистой фазы. Применение реагента-стабилизатора по предлагаемому решению позволяет стабилизировать буровые растворы в условиях полиминеральной агрессии с большим и небольшим содержанием глинистой фазы.

Для экспериментальной проверки предлагаемого реагента-стабилизатора было приготовлено 16 смесей (табл.1, опыт 4-19) при различных соотношениях ингредиентов и 10 смесей (табл.2) при различных режимах термической обработки, из которых оптимальными являются 16 (табл.1, опыт 5-8, 11-13, 16-18; табл.2, опыт 3-8).

Аналогичные показатели для прототипа приведены в табл.1 (опыт 1-3).

Из табл. 1 видно, что при содержании термически обработанного ПАА менее 2,7% происходит повышение фильтрации (опыт 4, 10, 15), а увеличение выше 4,5% невозможно из-за высокой густоты получаемого реагента-стабилизатора.

Уменьшение содержания каустической соды ниже 0,5% приводит к повышению фильтрации (табл. 1, опыт 4, 5, 15), а при увеличении выше 1,5% происходит потеря устойчивости реагента-стабилизатора к полиминеральной агрессии (табл. 1, опыт 14, 19).

Из табл.2 видно, что снижение температуры термической обработки ПАА ниже 210^оС (даже при увеличении длительности обработки) не позволяет получать реагент-стабилизатор буровых растворов (опыт 1 и 2), а увеличение температуры выше 225^оС приводит к необратимым деструктивным изменениям (опыт 9 и 10).

П р и м е р. Берут определенное количество сухого ПАА и производят термическую обработку при 210-225^оС в течение 2,5-3,5 ч, затем набирают 380 г воды и при перемешивании вводят 4 г каустической соды и 16 г термически обработанного ПАА. После тщательного перемешивания получают реагент-стабилизатор буровых растворов (табл. 2, опыт 3-8).

В полученном таким образом реагенте-стабилизаторе следующее оптимальное соотношение ингредиентов, мас. Термически обработан- ный ПАА 2,7-4,5 Каустическая сода 0,5-1,5 Вода Остальное
Для сравнения в аналогичных условиях готовят реагент-стабилизатор по прототипу, состав которого приведен в табл.1.

Из табл.1 и 2 следует, что реагент-стабилизатор с предлагаемым способом приготовления при оптимальном содержании ингредиентов обладает рядом преимуществ по сравнению с прототипом, а именно достигается стабилизация буровых растворов с различным содержанием глинистой фазы в условиях полиминеральной агрессии.

Использование: бурение нефтяных и газовых скважин. Сущность: реагент стабилизатор буровых растворов получают следующим образом. Сухой полиакриламид подвергают термической обработке при 210 - 225^oС в течение 2,5 - 3,5 ч. Затем термически обработанный полиакриламид растворяют в водном растворе каустической соды. Исходные ингредиенты используют при следующем соотношении, мас. %: термически обработанный полиакриламид 2,7 - 4,5; каустическая сода 0,5 - 1,5 и вода остальное. 2 с. п. ф-лы, 2 табл.

1. Реагент-стабилизатор буровых растворов, содержащий полиакриламид, каустическую соду и воду, отличающийся тем, что в качестве полиакриламида он содержит термически обработанный полиакрилоамид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Термически обработанный полиакриламид - 2,7 - 4,5
Каустическая сода - 0,5 - 1,5
Вода - Остальное
2. Способ получения реагента-стабилизатора буровых растворов, включающий растворение в воде каустической соды и полиакриламида, отличающийся тем, что предварительно производят термическую обработку полиакриламида при 210 - 215^oС в течение 2,5 - 3,5 ч.