Стабилизатор глинистых буровых растворов Советский патент 1985 года по МПК C09K7/02 

ел

Ч

dd Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и, в час ности, для получения буровых раство ров. Известны реагенты-стабилизаторы, полученные на основе отходов производства, например, омыленные щелочь кубовые остатки производства синтетических жирных кислот 1 или нейт рализованные Щелочью кислые гудроны отходы нефтепереработки 2 . Недостатком этих реагентов являются затраты на их переработку, связанные в одном случае со значительным расходом щелочи и нагревани ем до вО-ЭЭ С, а в другом - с расхо дом гидроокиси натрия, известкового молока, пова1ренной соли, пара, возд ха, а также с образованием большого количества сточных вод. Цель изобретения - упрощение и удешевление технологии, приготовление стабилизатора, снижение затрат на получение реагента. Указанная цель достигается тем, что в качестве стабилизатора буровы растворов используются отходы нефте перерабатывающей промьшшенности кубовые остатки, образующиеся з результате дистилляции нафтеновых кислот, С этой целью Ь в шенные кубо вые остатки ранее не применялись. Сущность изобретения заключается в том, что кубовые остатки дистилля ции нафтеновых кислот подйергаются оныпеник) едким натром, в результате чего они приобретают способность стабилизировать буровые растворы. Кубовые остатки имеют следующий состав, %: нафтенеодёржащие кислоты 60; ДИ-, триюгкхшческие нафтеновые углеводороды 25; смолы, масла, соли и влага 15. Фиэико-хвмические показатели кубовых остатков: кислотное число 195 мг КОН/ri число o a lлeния 245 мг KOH/rJ мол. масса - 286-290 по кислотному числу); удельный вес 0,94-0,95. Преимущество предлагаемого реаге та, помимо его эффективности, связано с простотой его получения смешение с едким натром, доступност исходных Компонентов - как предлагаемых отходов, так и едкого натра, Процесс омыления осуществляется непосредственно на буровой в тидромешалке, которая всегда используется для получения химических реагентов, поэтому отпадает необходимость в установке дополнительного оборудования, 4то имеет существенное значение при бурении в морских условиях. Омыление протекает без нагрева. Эффективное действие предлагаемых омыленных кубовых остатков объясняется тем, что, являясь поверхностноактивным веществом, реагент адсорбируется на поверхности твердых частиц, образуя защитные оболочки, препятствующие непосредственному, контакту между частицами. Таким образом.предотвращается коагуляция частиц глины, вследствие чего такого рода вещества могут служить стабилизаторами суспензий., Омыление осуществляют 10-30%-ным раствором едкогонатра. Использование раствора с концентрацией менее 10% приводит к уменьшению скорости реакции, а при концентрации более 30% происходит значительный разогрев смеси, а также о азованИе комков, в результате чего реагент получается неоднородным. Наилучшими стабилизирукщими свойствами реагент обладает при рН, равном 9-12. Для получения такого рН количество едкого натра берется на 5-10 больше, чем требуется для омыления по расчету. Процесс омыления проводят при перемешивании, вливая раствор щелочи в кубовые остатки. Полученный реагент можно разбавить водой до требуемой концентрации. Пример 1. Для получения 50%-ного раствора реагента (рН 9,19,2) 70 г едкого натра (1,0 ч.) растворяют в 435 г (6,2 ч.) воды и затем медленно при перемегаивании вливают в 427 г (6,.1 ч.) кубовых остатков. Перемешивание продолжается 20-30 мин до получения однородной массы, П р и м е р 2. Для получения 5 0%-ногЬ раствора реагента (рН 11,812,0) 38 г едкого натра (1,0 ч.) растворяют в 217 г л(5,7 ч.) воды; 1юяучеян1 раствор смешивают с 217 г (5,6 ч.) кубовых остатков. Ялотность полученных в обоих {ф}шерах 50%-ных реагентов составляет 1,08-1,18 г/см. Оптимальное соотношение компонентову мае. ч.: кубовые остатки:едкий натр:вода 6,0:0,95:6,0. Граничные

31

значения: (5,6-6,2):(0,9-1,0):(5,76,2).

Действие стабилизатора, полученно го при оптимальном, граничных и превышающих эти значения соотношениях компонентов, показано в табл 1.

Как видно из данных таблицы, при соотношениях, превышающих граничные (примеры 4 и 5), стабильность растворов енгасается, водоотдача растет.

С целью обоснования оптимальных количеств реагента для стабилизации буровых растворов в табл. 2 приведены примеры изменения параметров 10%-ных суспензий бентонитовой глины в морской воде и 16%-ных суспензий каолинитовой глины в морсксий 19рде.

Как видно из данных табл. 2, при малых концентращ1ях (5%) реагента во доотдача буровых растворов очень велика - 28,0 и 20,0 см соответственно. При высоких концентрациях, вьое граничных (15,0%), наблюдается некр570464

торое уменьшение параметров, характеризующих структурно-механические свойства буровых растворов. Водоотдача при этом остается неизменной, т.е. 5 введение большого количества реагента нецелесообразно.

Как показали результаты исследований, оптимальное количество реагента, в зависимости от природы глины к ее to концентрации в буровом растворе, колеблется в пределах 7,5-12,5 вес.% ( в пересчете на сухое вещество), . растворов, приготовленных на морской воде.

Для стабилизации буровых растворов а npecHCMft воде требуется 3,05,0% реагента.

Эконоюсческая эффективность применения стабилизатора складывается из удеа1ввления и упр щения технологии его получения и возможности замены дорогих полимерных реагентов.

Т а б л и ц а 1

Применение омьшенных кубовых остатков дистилляций нафтеновых кислот для стабилизащга глинистых буровых растворов.

Прим е ч а н и е. tOZ-ная суспензия глины количестве 10,01-. . 10%-ная суспензия 0,0 20,0 5,8 5,8 5,0 28,0 17,2 17,2

8,0 6,0 бентонитовой глины 7,0 9,0 9,0 28,0 обработана реагентом в . , Т а-б л и ц а 2 3,0 9,0 7,4 52,0

Продолжение табл.2