Способ обработки бурового раствора Советский патент 1986 года по МПК C09K7/00 

... I

изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин в условиях сероводородной агрессии.

Цель изобретения - повышение noj лотительной способности, снижение расходй реагентов и восстановление технологических свойств глинистого бурового раствора, подвергшегося воздействию сероводорода.

Пример 1, В емкость (реактор), содержащую 30( мм глинистого раствора (см. табл. 4) и 10 мас.% реагента нейтрализатора Ж-7 (Fe 0) ИЗ газовогб баллона со скоростью 4 подавался инертный газ с сероводородом, концентрация послед12539802

него 0,15-0,2 г/дм. Объем газа замерялся газовым счетчиком, а концентрация сероводорода в нем опре- , делялась йодометрическим титровани5 fM пробы, отобранной гаприцем из потока газа Не связанный в буровом растворе сероводород улавливался в склянках Дрекселя, заполненными ацетатом кадмий. После прекращения

(О подачи сероводорода в данную емкость из автономных баллонов со скоростью 7,5 м /ч в одном случае подавали инертный газ, а в другом - воздух. Подача длилась до тех пор, пока не

f5 прекращался выделяться из бурового

раствора сероводород., : Результаты лабораторных исследо- , ваний сведены в табл. 1 и 2 Таблица 1

1195 1195 600 1795

12,5 12,5

17 „5

Т а б л и ц а 2

807 807

388 388

102 909

498 886

Из приведенных данных в табл. 1 и 2 видйо, что при продувании инертным газом 1 л бурового раствора, .череэ который перед этим было пропущено 5104 мг сероводорода, из раствора за 56,5 ч уходит 3640 мг несвязанного сероводорода и в растворе остается 1462 мг.

При продувании воздухом 1 дм бурового раствора, через который перед этим было пропущено 6631 мг сероводорода, из раствора за 194,5 ч уходит 1330 мг и в растворе остается 5302 мг, что позволяет сделать вывод о том, что находящийся в воздухе кислород повышает более чем в. 3 раза

поглотительную способность бурового раствора вероятно как за счет регенерации реагента нейтрализатора по реакции

,,0 2Ге Оз-ЗН,.,0+б5, так и сам V4acTByeT в нейтрализации сероводорода

Пример 2о Для выявления оптимального режима обработки через порцию бурового раствора (0,9 дм), содержащего 10% смеси ЖС-7, в течении 2 ч барботировался сероводород Затем буровой раствор перемешивался в течение 1 ч без барботажа. После чего через него в течение 5 ч барботировался гелий. Концентрация сульфи дов в буровом растворе 2720 мг/дм . Затем буровой раствор разделили на три порции по 0,3 дм и через каждую барботировали воздух с постоянной скоростью (различной для каждой пор- ции), периодически контролируя концентрацию сульфидов в буровом раст- воре.

20

Результаты эксперимента приведены в табл. 3.

Таблица 3

800300021301160200

75272020001200220

7,5272020501100180

0,752720240016001200

Из табЛо 3 видно, что снижение расхода воздуха с 800,0 до 7,5м /м,ч мало сказьгеается на эффективность регенерации сульфидов, однако дальнейшее снижение расхода (доО,) приводит к резкому снижению эффективности обработки. Полученные результаты объясняются тем, что регенерация идет при контакте сульфидов с растворенным кислородом, в результате расхода воздуха 7,5 и выше достаточно для поддержания насьш1ения бурового раствора кислородом,а при меньших расходах раствор не насыщен кислородом.

Таким образом, для снижения концентрации сульфидов с 1100-1200 до 200 мг/дм- достаточно проводить обработку в течение 3 ч. Опыт проводки скнажин в условиях сероводородной агрессии показывает,, что даже в сильно газирован -1ых пачках бурового, раствора концентрация сульфидов не превьшала 1000 мг/дм , следовательно, заданный интервал обработки 1-5 ч считается оптимальным Это время приблизительно равно циклу циркуляцдтн и отдельные сильно . .газированные забойные пачки могут на время одного цикла направляться на регенерацию в специальную приемную емкость.

Основные эксперименты проводились при температуре воздуха и раствора 20-25 С, Повышение температуры пр1шедет к росту скорости реге- .нерацин, В то же время температура выходяш.его из скважины бурового раствора достигает 40-50 С и понижение температуры воздуха (в зимнее время) не приведет к резкому снигке- нию эффективности обработки, тем более что в компрессоре, воздух н:агре- вается за счет энергии сжатия. Оптимальный режим работы обработки бурового раствора воздухом в отдельной емкости следующий; расход 7,5- 15 на I м бурового раствора с концентрацией реагента ЖС-7 смеси, температура 20-50°С,, время обработки 1-5 4s

Практическое использование способа предусматривает обработку бурового раствора воздухом двуг- способами.

Варботаж в желобе до вакуумного дегазатора, Барботаж крупьъгх газовых пузырей через раствор до вакуумного дегазатора улучшает глубину дегазации бурового раствора,, т„е,

2. Продувка инертным 1 газом с производительностью7,5 M-V4 на 1-го раствора

253980ft

крупные газовые пузыри, барботиру- ясь через буровой раствор, облегчает десорбцию растворенного газа и также удаление гикропузырьков газа, которые часто не могут высвободиться из раствора даже в вакуумном дегазаторе. При этом раствор освобождается от газа в том.числе и от сероводорода., который не успел прореа 0 гировать с реагентом нейтрализатором , при этом происходит окисление сероводорода кислородом воздуха. ОбьгаНо в растворе после дегазатора содержание остаточных газов незна15 чи гельно и это не оказывает влияния на его коррозионную активность.

Для барботажа в приемную емкость при бурении скважин в условиях сероводородной агрессии и АБПД необходи20 МО иметь запасной объем, свойства которого поддерживают в рабочем состоянии. Это позволяет проводить обработку раствора вoздyxo i в емкости, периодически проводя обмен между ра-

25 бочим и запасным растворами,

Пример 3. Параллельно проводились исследования структурно-механических свойств б фовых растворов.

в емкость, содержащую буровой- - раствор, подавался сероводород. Перед подачей и после продувки бурового раствора сероводородом производился замер параметров раствора по

фильтрации, статическому напряжению сдвига (CHC)j вязкости и рН. Затем данный раствор,продували: воздухом со скоростью 7,5 , производя при этом через каждый ч замер нужных

параметров,

Результаты сведены :.,, в табл. 4. ТаблицаА

Паста 6,9 90/183 8,9 30/123 9,0 6

Продувка воздухом С производительностью

7,5 1-го раствора на 1 м

Данные исследований показали, что ухудшенные сероводородом технологические свойства бурового раствора полностью восстанавливаются при про1 200 7,8 3 4/75 9,6 5 3/33 9,6

4,5

дувке кислородом воздуха, что позволяет сократить расход реагентов (табл. 4, п. 4), необходимых для этой цели.