Реагент для обработки глинистых буровых растворов Советский патент 1987 года по МПК C09K7/02 

11

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к промьшке ствола скважины.

Цель изобретения - снижение структурно-механических параметров глинистых буровых растворов.

Реагент для обработки глинистых буровых растворов включает в качестве гуматсодержащего вещества отход животноводческих ферм в количестве ,15,0-30,0 мае.%, в качестве модифи- цирующей добавки - щелочь или моно- этаноламин в количестве 1,5-2,0 мае. и воду - остальное, причем в качает- не отхода животноводческих ферм используют навоз, состоящий из микроэлементов, органической и неорганической частей.

Органическая часть навоза - комп- леке органических веществ, которые подразделяются на две группы: гумус перегной (органическое вещество специфической породы), негумифицирован- ные органические вещества .раститель- ного или животного происхождения, со временем частично превращающиеся в гумус,

Органическая часть навоза содержит гуминовые кислоты (до 40мас.%), сульфокислоты, клетчатку, лигниновые соединения, белки, сахар, смолы, жи- .ры, дубильные вещества, галактозу, арабинозу и другие промежуточные продукты разложения.

Гумусовые вещества подразделяются по составу, свойствам на гуминовые кислоты, фульвокислоты (креновые и апокреновые) и гумины.

По современным представлениям гуминовые кислоты - сложные высокомолекулярные соединения, имеющие аро- , матическую природу,

В состав молекулы гуминовой кислоты входят ароматические, безазотистые и азотисто-содержащие гетероциклические 6 и 5-ти .членные кольца, соединенные между собой мостиками -N, -NH--, - i s также содержатся углеводные остатки, функциональные группы 3-6 фенольнык гидроксилов (ОН), 3-4 карбоксильных (СООН), мет оксильные (-0-СНа) и карбонильные () группы.

Водород карбоксильной группы замещается катионами с образованием солей (гуматов), например:

RCOOH +NaHCO,r±RCOONa+H20+C02 5

2RCOOH +СаСОз Г (RCOO) ,j,/

s

о 5

о

г,

5

5

0

5

64-2

Содержащиеся в навозе гуминовые кислоты в зависимости от модифицирующего агента образуют натриевые, калиевые и другие соли гуминовых кислот, которые являются основой навозо- щелочного реагента и придают буровому раствору многофункциональные стабилизирующие свойства. Элементарный состав гуминовых кислот следующий, мас,%:; С 52-62 О 31-39; Н 2,8-6,Ь; N 3,3-5,1..

Оставшаяся органическая часть - клетчатка (подстилка - солома) в процессе хранения теряет свою прочность, темно-коричневая окрашенная масса уменьшается на 20-30%, В процессе приготовления под воздействием моди- фицирующего агента легко разрушается до тонкой суспензии (сито № 0,01 мм) , свободно перекачивается насосом.

Компонентом навоза, определяющим возможность его использования, являются гуминовые вещества.

В табл( 1 приведено изменение состава навоза от времени хранения.

Содержанр е гуминовых веществ (30- 40 мас,%) в навозе зависит от срока хранения последнего и наилучшим условием приготовления реагента является навоз 5-10 мес, его хранения,

Реагент используют в следующей последовательности.

В воде растворяют щелочной агент, после чего добавляют навоз представляющий отход животноводческих ферм.

В стеклянный стакан емкостью 1000 мл, снабженный лопастной мешалкой, последовательно вводят, г: вода 680; гидроксид натрия 20, навоз сухой 300.

Смесь компонентов перемешивают при в течение 6 ч и используют непосредственно для обработки буровых растворов,

В качестве модифицирующей добавки также используют гидроокись калия, моноэтаноламин (МЭЛ). Изменяя соотношения навоза в пределах 10-35 мае,%, а модифицирующей добавки CIT 1 до 2 мас,% приготовлены 11 навозо-ще- лочных растворов,

В табл. 2 показана эффективность экстракции гумиповых из навоза в зависимости от вида и концентрации модифицирующей добавки. / Для Проверки эффективности предлагаемого навозощелочного реагента для обработки бурового раствора ис3 1

пользуют глинистый буровой раствор при следующем содержании компонентов, мае,%;глина 10, гидроокись натрия (сухое вещество) 0,3, вода - остальное ,

В отдельный фарфоровый сосуд емкостью л наливают 1000 мл бурового раствора и к нему доливают в количестве 6-10 мас.% от объема буро вого раствора приготовленные реагенты, перемешивают и определяют технологические показатели получившегося раствора.

Технологические показатели исход- ного бурового раствора и бурового растворьа, обработанного приготовленными реагентами, приведены в табл.3.

Для проверки эффективности наво- зощелочного реагента для обработки бурового раствора используют глинистый буровой раствор при следующем содержании компонентов, мас,%: глина 16-26; гидроокись натрия (сухое вещество) 0,5, вода - остальное,

Б отдельньш фарфоровый сосуд емкостью 1,5 л наливают 1000 мл бурового глинистого раствора и к нему доливают в количестве 5-20 мас,% от объема бурового раствора приготовлен ный навозощелочной реагент, перемешивают и определяют технологические показатели полученного раствора,

Навозощелочной реагент (НЩР) приготавливают отдельно в емкости путем перемешивания навоза с щелочным ком- .понентом, взятых в соотношении навоз ;:щелочь 15-30, 1,5-2,0 мас,%,

Эффективность способа химической обработки в глинистых растворах про- верена на глинах различного минералогического состава - натриевого, кальциевого типа и гидрослюдистого типа, стабилизированных гуматными реагентами - на возощелочным и извест ным способом - углещелочным,

В табл. 4 приведена зависимость свойств глинистого бурового раствора от концентрации НЩР,

В опытах 1-9 используют модифицированный бентонит натриевого типа, а в качестве стабилизатора навозощелочной реагент в опытах 2-7 и угле- щелочной в опытах 8-9,

В опытах 10-1 7 используется каоли- нитовая кальдийсодержащая глина, а в качестве стабилизатора навозощелоч

Q

5

n 5

Q

5

0

5

644

ной реагент в опытах 11-15 и угле- щелочной в опытах 16-17.

В опытах 18-27 используют гидрослюдистую глину при минерализации 5% NaCl, а в качестве стабилизатора навозощелочкой реагент в опытах 19-24 и углещелочной реагент в опытах 26-27.

Свойства навозощелочного реагента зависят от времени хранения отхода животноводческих ферм. Изменения параметров бурового глинистого раствора при обработке навозощелочным реагентом в зависимости от времени хранения навоза приведены в табл. 1.

В примерах используют гуматный реагент следующего состава, мас.%; навоз 20; NaOH 2; вода 78, глинистый раствор из модифицированного бентонита. Навоз содержит гуминовых от 12 до 40% в зависимости от времени хранения. При хранении навоза 5 - 10 мес, содержание гуминовых 30-40%.

Изменения параметров бурово1ч глинистого раствора при обработке гу- матным навозощелочным реагентом от времени приготовления навозощелочного реагента (НЩР) приведены в табл.5 В примерах использован навозощелочной реагент состава, мас,%: навоз 20; NaOH 2, вода 78.

Компоненты перемешивают 1 ч и после этого выдерживают.

Данные о влиянии времени на обработку навоза щелочью приведены в габл, 6.

Формула изобретения

Реагент для обработки глинистых буровых растворов, включающий гумат- содержащее вещество, модифицирующую добавку и воду, отличающ,и й- с я тем, что, с целью cHi-скения структурно-механиче ских параметров глинистых буровых растворов, в качестве г уматсодержащего вещества используют отход животноводческих ферм, а в качестве модифицирующей добавки - щелочь или моноэтаноламин при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Отход животноводческих ферм15,0-30,0

Щелочь или моноэтаноламин1,5-2,0 Вода Остальное

ие

24,5

12-12,5

19,5

18

17,5

1А,2-15,6 17-2030-40

Таблица 1

18

17,5

17,3

30-40

Таблица 2

1,16 60

1,1430

1,1426

1,1424

1,1422

1,1426

Таблица 3

3,6/5,6187,5

2,6/5,4168,5

1,6/3,2.88,9

0,8/1,269,6

0,8/1,649,4

0,6/1,269,5

1,2/2,468,2

Предлагаемый

Na-бентонит16

Сода каустическая0,3

Вода83,7 3,6/5,6 60

1+5 НЩР 1+6 НЩР 1+6 НЩР

(15:2) 3,6/5,4 50 (15:1,5) 2,8/3,2 32 (15:2) 2,6/3.2 30

Таблица 4

1,16 7,5

1,16 1,16 1,155

8,0 8,9 8,5

0,75 0,90 0,9

11

Примечание.

.f - статическое напряжение сдвига бурового раствораj в условная вязкость, В - водоотдача бурового pacTBopaj р - плотность бурового раствора, рН - водородный показатель.

1361164

12

Продолжение табл.

Таблица 6

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для промьшки ствола скважины. Цель изобретения - снижение структур- но-механических параметров глинистых буровых растворов. В реагенте в качестве гуматсодержащего вещества ис- пользуют отход животноводческих ферм, в качестве модифицирующей добавки - щелочь или моноэтаноламин при следу- кнцем соотношении ингредиентов, мас.%: отход животноводческих ферм 15,0 - 30,0; щелочь или моноэтаноламин 1,5- 2,0; вода - остальное. Реагент готовят путем растворения в воде щелочного агента с последующей добавкой навоза. Полученную смесь перемешивают при 20 С и используют непосредственно для обработки буровых растворов. Изменения параметров бурового глинистого раствора при обработке гуматным навозощелочным реагентом зависят от времени приготовления навозощелоч- ного реагента. 6 табл. (Л