Способ получения реагента для глинистых буровых растворов Советский патент 1984 года по МПК C09K7/02 

о: о го

со Изобретение относится к бурению скважин в соленосных отложениях и может быть использовано в нефтяной 1/ газовой промышленности, а также в геолого-разведочном бурении. Известны реагенты для обработки бурового глинистого раствора, например углещелочной реагент (УЩР)13. Однако данный реагент в присутствии хлористого натрия коагулирует Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения реагента для глинистых буровых растворов путем взаимодействия лигносульфонатов с добавкой 12J Недостатком известного способа получения реагента, содержащего лигносульфонат и фенол КССБ-2 является то, что при этом образуются реагенты обладающие сильным вспениванием. При этом вспенивание растворов происходит уже при небольшом соде)жании лиг 1осульфонатов (0,2-0, и резко возрастает с ростом их концентрации. Следствием этого является снижение удельного веса раствора и |/худшение промывки скважин из-за Неудовлетворительной работы насосов Цель изобретения - уменьшение пе нообразования реагента в растворе и снижение его водоотдачи. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения реагента для глинистых буровых раст воров, взаимодействие лигносульфона тов с добавкой проводят при 9097°С в течение 0,5-2,0 ч при рН 56,5, а в качестве добавки использую аминокислоты или аминокислотосодержащие продукты в количестве 5-15% от массы лигносульфонатов. Кроме того, в качестве аминокислотосодержащих продуктов и аминокис лот используют или триптофан, или алкилоламид, или продукты гидролиза серной кислотой отходов кожевенного производства: мездру, мездровый клей, кожевенную пыль, стружку хромового дубления. При том реагент в пресные глинистые растворы.вводят в количестве 1-3 мас.%, а в минеральные 3-5 мас. Реакция поликонденсации лигносул фонатов (ЛС1 с аминокислотосодержащей добавкой протекает интенсивно при кислой реакций раствора. Однако при рН реакционной среды меньше 5 идет образование трехмерных простра стзенных соединений, что существенно уменьшает растворимость образовавшегося реагента в воде. При рН боль ше 6,5 при 9О-97с в течение 0,2 2 ч не достигается полное взаимодей ствие ЛС с модифицирующей добавкой. Реакция практически заканчивается за 0,5-2 ч. При уменьшении температурил ниже резко замедляетея реакция конденсации. Выше 97С происходит закипание продуктов и соответственное вспенивание, что затрудняет ведение технологического процесса синтеза. Введение добавки меньше 5% от веса лигносульфонатов недостаточно, так как такой реагент не улучшает технологические свойства бурового раствора. Добавлять больше 15% аминокислотосодержащей добавки экономически нецелесообразно, так как увеличение добавки практически больше не улучшает технологические свойства. Пример 1. Приготовление реагента на основе ЛС проводят в трехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником и мешалкой. Для этого берут 25%-ный раствор ССВ в количестве 500 мл, и добавляют 50 мл 25%-ного раствора гидролизованных отходов кожевенного производства или аминокислот. Полученную.смесь при постоянном перемешивании выдерживают при в течение 2 ч при рН реакционной среды 5,0. Пример 2. Приготовление реагента на основе ЛС проводят в трехгорлой. кОлбе, снабженной обратным холод11льником и мешалкой. Для этого берут раствор ССБ в количестве 500 мл и добавляют 25 мл 25%-ного раствора гидролизЪванных ртходов кожевенного производства lпи аминокислот. Полученную смесь при-постоянном перемешивании выдер вают при в течение 1 ч при рН реакционнойсреды 6,0. Пример 3. Приготовление реагента на основе ЛС проводят в трехгорлой. колбеj снабженной обратным холодильникрм и моаалкой. Для этого берут 25%-ный раствор ССБ в количестве 500 мл и добавляют 75 мл 25%-ного раствора гидролизованных отходов, кожевенного производства или акшнокислот. Подученную смесь при постоянном перемешивании выдерживают при в течение 0,5 ч при рН реакционной среды 6,5. Экспериментальная проверка реагента, полученного по данному способу, проведенная в лабораторных усдовиях, подтверждает его хорошие технологические свойства. Исследования проводят с использованием в качестве глинопорошков глинисто-СОЛевых шламов отходов-Солигорского калийного комбината. Глинисто-солевой шлам представляет собой смесь глинистокарбонатных минералов (60-70%) и неорганических водорастворимых солей (30-40%), где глинистая компонента включает гидрослюды (45-48%), монтморилонит (), ,карбонаты в виде кальцита и доломи- га (до 40%I , хлориты (до 5%), а солевая - хлористый калий (5-10%), хлористый натрий (20-30%). По гранулометрическому составу глинистосолевой порошок представляет собой полидисперсный продукт, содержание частиц в.котором с размером 10 мкм составляет около 70%.

В качестве реагентов-стабилизаторов применяют КЩ или крахмал, используемые на отечественных буровых промыслах. В качестве дополнительного реагента используют модифициро- ванные ЛС, полученные по предлагаемому способу. Технологические показатели буровых npONbiB04HHX растворов, обработанных реагентом, полученным по предлагаемому способу, представлены в табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что технологические свойства буровых промывочных растворов, приготовленных. на глинисто-солевом порошке - отходе калийных предприятий БССР, являются неудовлетворительными. Они имеют высокие значения водоотдачи и суточного отстоя (пример 15 К Для получения на их основе качественных буровых растворов их необходикю обрабатывать больпшм количеством ,высокомолекулярных защитных реагентов на основе полисахаридов типа КМЦ или крахмала. Однако при. этом имеет место заметное загустение раствора. Для устранения этого недостатка требуется в водить дополнительно реагент-понизитёл. вязкости типа ЛС (примеры 1 и 2).

При совместной обработке бурового раствора предложенным реагентом и КМЦ или крахмалом cтaбиJШЗиpyющee действие реагентов-полисахаридов резко усиливается. При этом качест;венные показатели бурового пpoмывoч ного раствора достигаются при расходах КМЦ или крахмала (0,5-1,0%ОТ

объема раствора), т.е. в 2-4 раза меньших, чем в отсутствие реагента. В табл. 2 представлены технологические показ-атели минерализованных буровых растворов, обработанных ССБ модифицированной аминокислотосодержащими продуктами/ в табл. 3 - то . же, для минерализо анных буровых растворо,в, обработанных ССБ, модифицированной различными аминокисло0 тами/ в табл. 4 - то же, для пресных буровых растворов, обработанных ССБ, модифицированной гидролизованными отходами кожевенного прризвод/ства; а в табл. 5 - то же, для на5 сыщенных по МаСЬбуровых растворов.

Например, добаЪление 3-5% ССБ, модифицированной; аминокислотосодер жащими продуктами или аминокислотами, в глинистый раствор обуслов/ливает незначительное изменение технологических свойств даже после длительного прогрева (,6 ч} в автоклаве при 180°С. До такой же температуры сохраняется термостойкость КМЦ в насыщенных поваренной солью

5 глинистых растворах. Термостойкость.

же растворов, Обработанных КССБ-2, не превышает 1БО°С. Предлагаемый реагент более термостойкий, чем КССБ-2.(пример 7, табл. 3).

0

Целесообразность использования предлагаемого способа приготовления реагента для обработки бурового глинистого раствора очевидна. При его осуществлении получают раствор с хорошими структурно-механическими и технологачесними свойствами, содержащий в 2-4раза меньше дефицитных и дорогостоящих пеног сителей. Доступность бросового сырья, простая технология получения позволяет;ор0ганизовать производстТвЬ предлагаемого реагента на любой буровой.

Таблица 1

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ БУРОВЫХ РАСТЮРОВ путем взаимодействия лигносульфона ов с добавкой, отличающий с я тем что, с ц«31ью уменьшения пенообразования реагента в растворе и снижения его водоотдачи, взаимодействие лигносульфонатов с добавкой проводят при 90-9 в течение 0,5-2,0 ч при рН 5-6,5, а в качестве добавки используют а1данокислоты или аминокислотосодержащие продукты в количестве 5-15% от массы лигносульфонатов. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качебтве аминокислотосодержащих продук тов и аминокислот используют или триптофан, или апкилоламид, или продукты гидролиза серной кислотой отг ходов кожевенного производства: мездру, мездровый клей, кожевенную пыль, стружку хромового дубления. 3.Способ ПОП.1, отличаi ющийся тем, что реагент в пресные глинистые растворы вводят в (Л количестве 1-3 мас.%, а в минерализованные - 3-5 мас.%.

КМЦ 2,0 КССБ

4,0 12,8 4,0 16,1 Крахмал 2,0 КССБ

КМЦ 1,0 ССБ,модифицированная ал- 12,1 килоламидом 4,0

4,.О 8.2

Крахмал 1,0 То же

КМЦ 1,0 ССБ. модифицированнаятриптофаном 4.010,1

8 1,8 2,9

13,7 О 2,6 2,4 45,6

1,5

21,3

О

2,2 30.4

2,1

15,2

Исходная 15%-ная глинистая суспензия. 2 КССБ-2(Прото- 1КМЦ тип)4 12,8 2Крахмал 2 КССБ-2 (прото4 16,1

Продолжение табл.1

Таблица 2 9,1 13,78 1,8 1,12 2,9 36,6 45,6О 2,6 1,11 2,4 КМЦ1 ССБ,модифицированная сШКИлоламидом 4 12 4 8 Крахмал 1 КМЦ1 ССБ,модифицированная гидролизованнымиотходами кожевенного производства 4 11 Крахмал 1 КМЦ 1 ССБ,модифицированная моноэтаноламином 4 14 4 9 ,8 Крахмал 1 То же

ССБ,модифицированная DL

-триптофаном 4 10,1 6,1 15,2 То же 4 11,1 10,1 18,2 ССБ,модифицированная I,-глутаминовойкислотой 4 10,2 4 11,8 36,4 То же ССБ,модифицированная ilii-вгшином4 12,5 4 10,2 Крахмал 1 То же После 6-часоворо прогрева п КМЦ1 ССБ,модифицирован ная гидролиэованными от- 10,1 42,1 .ходами кожевенного производства 4

Продолжение табл.2

50 1,27 2,1 3 О 1,25 2,6 25,7 6,1 7,6 1,27 1,5 7,6 21,3 1,25 2,2 5,8 30,4 О О 1,27 1,9 9,545,6 О О 1,26 1,0 0,514,8 6,115,2 3 О 1,26 1,5 20 1,25 1,7 7,621,2 00- 1,261,7 37,1 О О 1,251,9 42,5 5 О 1,261,8 13,7 2 О 1,251,8 21,2 и 1,21 1,7

Таблица 4