Способ отверждения коллоидных систем,содержащих воду,преимущественно буровых растворов Советский патент 1983 года по МПК C09K7/00 

ISS

to

UD

00 Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и добыче нефти, а именно к области охраны окружающей среды от загрязнения отходами нефтедобычи (oтpaбoтaнны я буровыми растворами, сточными водами, ловушечной нефтью,нефтешламами и т.д.). При использовании амбарной систе мы циркуляции при бурении скважин ifocne окончания бурения в амбарахотстойниках остаются значительные объемы (до 500 м и более) отходов бурения: отработанного бурового раствора, шлама, сточных вод. С целью их утилизации производится засыпка амбаров грунтом с помощью бульдозеров. Однако из-за тиксотроп ных свойств раствора и содержания в нем нефти содержимое амбаров не вы сыхает (не затвердевает) длительное время, в результате чего большие площади плодородной земли остаются исключенными из сельскохозяйственного пользования. Кроме того, незатвердевшие отходы бурения являются источником загрязнени окружающей среды. Известны способы обезвреживания отходов бурения путем обработки активирующими добавками, ускоряющими их отверждение. Известно применение цементов с этой целью t13Не достатками этого способа явля ся длительные сроки отверждения от ходов, большой расход цемента и не возможность его осуществления при значительном содержании в отходах нефти. Известен способ обработки отходов , преимущественно буровых раство ров, путем введения в них минерального вещества (летучей золы), ад-; сорб€ нтов (диатомита, активированно го угля, окиси алюминия или инфузор ной земли) отвержданмцего связующего (гипса и/или жидкого стекла и/или цемента, и/или мочевиноформа дегидной смолы)и флокулянта - водного раствора полиакриламида 2 . Недостатками данного способа являктся сложность и многостадийность проведения процесса (предварительно отходы обрабатываются коагулянтами, флокулянтами, а затем отвердителем), а также невозможность отверждения отходов при содержании в них нефти больше 15%, Наиболееблизким к изобретению является способ стабилизации грунтов , ссдержа11Ц1х воду, путем обработки их реагентом, представляющим собой раствор уретановых предполимеров с концевыми изоцианатными гру пами (например, раствор окиси поли алкилбна в диизоциановом эфире метилфенилена). Данный реагент при взаимодействии с водой (независимо от степени ее минерализации) обрадует пластичное резиноподобное те- . ло, которое со временем приобретает некоторую механическую прочность 13 i Недостатками данного способа являются низкая степень отверждения систем, содержащих более 15% нефти, а также систем типа гидрофобных эмульсий. Цель изобретения - повышение -степени отверждения коллоидных систем, содержащих 15% и более нефти при их-захоронении в земляных амбарах. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отверждения коллоидных систем, содержащих воду, преимушественно буровых растворов , путем обработки их раствором окиси полиалкилена в диизоциа- новом эфире метилфенилена, перед. обработкой раствором окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена в них ввод5 т пластмассовые микробаллоны из фенолформальдегидной смолы . Раствор окиси полиалкилена в ди- изоциановом эфире метилфенилена вводят в количестве 4-10 мае.%, а пластмассовые микробаллоны - в количестве 3-6 кас,% от объема обрабатываемой коллоидной системы. Пластмассовые микробаллоны представляют собой полые кикросферические частицы из пластмассы. Получают их из различных синтетических СМОЛ- (например, фенолформальдегидныхи мочевинофоркальдегидных) методом распылительной сушки. Способ отверждения осуществляется следующим образом. Оставшийся после бурения скважины в земляном амбаре гидрофобноэмульсионный раствор (или другой отход нефтедобычи , например ловушечная нефть) смешивают с пластмассовыми микробаллонами в количестве 3-6 мае.% от объема раствора. Для этого отходы прокачиваются цементировочным агрегатом или буровым насбсом.через гидравлическую воронку, в которую при этом засыпаются пластмассовые микробаллоны. Для равномерного перемешивания всего объема отходов они забираются из одного конца амбара и подаются в другой конец. После ввода микробаллонов смесь еще некоторое время перемешивается (30-40 дан), а затем аналогичным образом обрабатывается отверждающим полимерным реагентом в количестве 4-10 мас.% от объема раствора. После окончания обработки смесь оставляют в покое на отверждение, которое начинается через 20-40 мин (в зависимости от концентрации отверждающего реагента).

Причем отверждается только нижняя, водяная часть смеси, а сверху остается нефть с пластмассовыми микро;баллонами. Эту нефть можно откачать в емкости, отделить от микробаллонов (центрифугированием, фильтрова- 5 нием или другими способами) и испЬльзовать по назначению, а микробаллоны использовать пойторно, Отвердевшую водяную часть (вместе с механическими примесями и солями) мож- 10 но засыпать грунтом и почвой и использовать участок для сельскохозяйственных и иных целей.

Эффективность отверждения по предлагаемому способу и по прототи- 15 пу определяется в лаборатор шх у6ловиях по следукяцей методике.

В пробу нёфтеэмульсиоиного глинистого раствора вводят микробаллоны, раствор перемешивают 15 мин, 20 затем вводят отвержданмцвй полимерный реагент и смесь дополнительно

переманивают-2 мин . Полученную смес помещают в металлические разборные формы размером 50x50x50 мм и регистрируют начало схватывания смеси. Через сутки форгал разбирают и один из отвержденных образцов подвергают испытаниям на прочность с пресса. Остальные образцы помещают в эксикатор на хранение. Через определенный период времени (5, 10, 15 и 30 сут) они также испытываются на прочность.

В таблице приведены результаты :экспериментов по отверждению нефтеэмульсионного глинистого раствора, содержгицего 15% нефти, гидрофобноэмульсионного раствора,.содержащего 49% нефти, ловушечной нефти, со|держащей 38% эмульгированной водзы ,н 12% твердой фазы.

Отверждение прркзводитсяпо предлага хкжу способу и по известному.

1. СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ВОДу, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО БУРОИ 1Х РАСТВОРОВ, jпутем.Обработки их раствором окиси полиалкилена в диизоциановом эфире метилфенилена, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени отверждения коллоидных систем, содержащих 15% и более нефти при их захоронении в земляных амбарах, перед обработкой раствором . окиси полисшкилена в диизоциановом эфире метилфенилена в них вводят пластмассовые, микробаллоны из фенолформальдегидной смолы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор окиси полиалкилена в диизоциановом э.фире метилфенилена вводят в количестве i 4-10 мас.%, а пластмассовые микробаллоны - в количестве 3-6 мас.% (f от объема обрабатываемой коллоид ной си стекал.

4,0

3,0 4,5

7,0 5,0

10,0

3,0 4,0

4,5 7,0

5,0 10,0 15,50,971,42 4,52

7,03,107Д5 12,50

4,09,2218,25 26,40

77,00,310,98 2,34

37,5 Плас- Пласти-0,522,5 тичен чен

16,0 0,891,7

7,5 0,32 1,281,2 ,

- Гель Гель Гель46,1

Как следует из данных таблицы, , глинистый раствор, содержащий до 151 нефти, отверждается и по предлагаемому способу и по способу прототипа (опыт 1). Однако предлагаекый способ позволяет значительно ускорить сроки отверждения и повысить прочность отвержденных образцов.

При отверждении гидрофобно-эмульсионного раствора, содержащего 49% нефти и 50% воды по предлагаемому способу водная фаза отверждается в виде пластичного резиноподобного

Продолжение таблицы

тела, а нефть отделяется и остается сверху. Отвержденная водная фаза, будучи отделенной от нефти, через некоторое время (5-15 сут.) приобретает некоторую механическую прочность. Остаточное содержание Bovfj в отделенной нефти незначительное ,5%, По известному способу отвердить гидрофобно-эмульсионный раствор не удается, в этом случае образуется скоагулированный гель, не обладающий какой-либо прочностью.

Аналогично отверждается и ловушечная нефть, содержащая 38% воды и 0 1-2% механических примесей.