Пеногаситель для буровых растворов Советский патент 1985 года по МПК C09K7/06 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьштенности, в частности к химической обработке буровых растворов, используемых при бурении скважин, и может найти применение во многих отраслях промышленности (химической, горнорудной), где пенообразование является нежелательным процессом.

Целью изобретения является повыше кие эффективности пеногашения при одновременном снижении расхода пеногасящей основы и нефтепродукта.

Пеногаситель готовят следующим образом.

В нефтепродукте при энергичном перемешивании последовательно диспергируются эмульгатор, пеногасящая основа, вода и при необходимости эфир фталевой кислоты (если буровой раствор содержит более 1% нёионогенного ПАВ).

Пример. В высокооборотную мешалку заливают 300 г дизельного топлива и 5,0 г эмультала и при энер гичном перемешивании засыпают 50 г порошкообразной композиции. После диспергирования смеси в течение 3-5 мин в мешалку добавляют 640 г воды. Для получения устойчивой эмульсии необходимо вести перемешивание всей системы в течение 1520 мин. После получения эмульсии в нее добавляют 0,5 г эфира фталевой кислоты и смесь в течение 3-5 мин вновь перемешивают. Пеногаёитель готов к использованию.

В данном пеногасителе в качестве пеногасящей основы используют известную композицию для пеногашения. Указанную композицию готовят на основе жидкого стекла (50-70 мас;%), кремнеорганической жидкости (10-40 мас.% и соли многовалентного металла (1020 мас.%) путем их тщательного перемешивания.

При перемешивании в результате химических реакций, проходящих между компонентами смеси, из раствора выпадает осадок, который отделяют от жидкой фазы, высушивают и получают порошок белого цвета, влажностью менее 3% и насыпного веса 100-200 г/л.

Составы известного и предлагаемого пеногасителей и результаты их действий на вспененный глинистый раствор приведены в табл.1.

Для испытаний готовили 8%-ный глинистый раствор удельного веса 1,05 г/см, который вспенивали добавкой КССБ в количестве 5%. В полученньй глинистый раствор добавляли при перемешивании пеногаситель до полного удаления пены, количество которой определяли по удельному весу глинистого раствора до и после введения в него пеногасителя. В качестве пеногасящей основы использовали композицию, содержащую 60 мас.% жидкого .стекла, 25 мас.% кремнийорганической жидкости и 15 мас.% соли многовалентного металла.

Как видно из табл.1, при введении пеногасителя в буровой раствор в виде эмульсии по предлагаемому изобретению количество пеногасящей основы (в пересчете на сухое вещество), необходимое для полного пеногашения растворов, сокращается до 0,01-0,05% вместо 0,06-0,07% при введении его в виде суспензии, а расход нефтепродуктов с 0,08-0,36% до 1,2-1,4% соответственно.

В табл.2 приведена стоимость обработки 100 м раствора известным,взятым за базовьй объект, и предлагаемым пеногасителем (взяты максимальные расходы материалов).

Как видно из табл.1, при повышении эффективности пеногашения, расход пеногасящей основы и нефтепродуктов и стоимость обработки при использовании предлагаемого пеногасителя значительно снижаются, несмотря на дополнительное введение в эмульсию эмульгатора и эфиров фталевой кислоты.

Б табл.3 приведены результаты лабораторных испытаний пеногасителя с пеногасящей осцовой, приготовленной при различных сочетаниях жидкого стекла, кремнеорганики и соли.

Возможность использования в качестве нефтепродукта газового конденсата и керосина показана в табл.4.

Повышенная эффективность действия предла1аемого пеногасителя объясняется следующим.

По прототипу пеногаситель вводят в буровой раствор в виде суспензии пеногасящей основы в нефтепродукте, т.е. твердые частички порошка равномерно распределены в жидкой среде. В идеальном случае каждая частичка должна существовать индивидуально, т.е. находиться друг от друга на некото31

ром расстоянии. В этом случае вся поверхность частички будет участвовать в пеногашении и давать наибольший эф-фект.

Однако практически частицы образуют в жидкой среде агрегаты частиц, за счет чего уменьшается их общая поверхность, а следовательно, и эффективность действия.

В предлагаемом изобретении пеногаситель вводят в буровой раствор в виде эмульсии типа вода в масле, т.е. при энергичном перемешивании смеси воды и нефтепродукта в присутствии эмульгатора в системе образуют- ся капельки воды, которые равномерно распределены в нефтепродукте. Частички пеногасящей основы, адсорбируясь на этих капельках воды, располагаются более упорядочено, так что каждая из них работает более индивидуально, а следовательно , и более эффективно.

Введение пеногасителя в раствор в виде суспензии, частиц способствует более быстрому образованию агрегатов и снижению эффективности действия пеногасителя. При введении пеногасителя в раствор в виде эмульсии частички пеногасящей основы привязаны к капелькам воды эмульсии и образование на них агрегатов затруднено, что повышает эффективность действия пеногаснтеля.

924

При этом существует синергетический эффект, т.е. явление, когда действие одного вещества усиливается в присутствии другого. Наличие в эмульсии эмульгатора является таким стимулятором повьшения эффективности действия пеногасителя.

Таким образом, предлагаемый пеногаситель является эффективным и без наличия в нем эфиров фталевой кислоты. Наиболее сильно это действие проявляется в буровых растворах, содержащих не только обычные вспенивающие химреагенты (лигносульфонаты, реагенты на основе лесохимических производств), но и значительные количества поверхностно-активных веществ (ПАВ), например ОП-7, ОП-10, сульфонол и др.

в табл.5 представлены результаты действия различных пеногасителей на глинистые растворы с содержанием 6 мас.% глины,. 5 мас.% КССБ и обработанные 0,5; 1,0j 3,0 и 5 мас.% ОП-10, удельного веса 1,05; 1,055} 1,070; 1,080 г/см соответственно. Как видно из табл.5 при большом содержании в растворах ОП-10 (1,05,0 Mac.Z) предлагаемый пеногаситель действует недостаточно эффективно (растворы 2-4). Введение в него эфиров фталевой кислоты (р-ры 5-8) приводит к: полному гашению пены, т.е. введение эфиров является необходимым.

Таблица 1

Продолжение табл.1

Таблица 2

1. ПЕНОГАСИТЕЛЬ ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, содержащий пеногасящую основу и нефтепродукт, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пеногашения при одновременном снижении расхода пеногасящей основы и нефтепродукта, он дополнительно содержит эмульгатор и воду при следующем соотношении ингредиентов , мае.%: Пеногасящая 2,0-10,0 основа 20,0-60,0 Нефтепродукт If/- .v . 0,05-1,0 Эмульгатор Вода Остальное причем в качестве пеногасящеи основы используется порошкообразная композиция (КЖС), содержащая, мас.%: Кремнийорганическая 10-40 жидкость Жидкое 50-70 стекло Соль многовалентного 10-20 металла 2. Пеногаситель по п.1, о т л и - 3 чающийся тем, что в качестве (Л эмульгатора он содержит эмультал или украмин. 3. Пеногаситель по п.1, отличающийся тем,.что при содержании в буровом растворе больше 1 % неионогенного поверхностно-активного ве|Щества он дополнительно содержит эфир Ф ч фталевой кислоты в количестве 0,050,20 мас.%... QD tsd

Нефтепродукт

0,03

1,05 Примечание.

Таблица 4 В табл.3 и 4 в качестве исходного раствора применяли 8%-ный глинистый раствор, обработанный 5% КССБ,удельного веса до вспенивания 1,05 г/см.

,0

95,0

0,5 (состав: диз,топливо 40, эмультал 0,5, вода остальное)

,0

95,0

1,0 (составтот же)

95,0

3,0 (составтот же)

95,0

5,0 (составтот же)

94,95

0,05

1,0 (диме(состав тот же) тилфтолат)

Таблица 5

0,73

0,88 0,94 1,01 1,05

0,6

0,79

11

0,88

it

0,93 ii

0,93

0,52

0,67

0,77

0,92

0,92

0,45

0,6

0,73

0,9

0,9

0,6

0,82 ii

0,98

it

1,055

3,0

94,9 0,1 (состав (диметилтот же) фтолат)

94,8 0,2

5,0 (состав (диметилтот же) фтолат)

94,8

0,2

5,0

(дибутил(состав тот же)

фтолат)

0,52

0,78

0,91

|1 1,07

0,45

0,75

0,9

1,08

0,45

0,78

||

0,94

1,080