Консолидирующий состав для обезвреживания отработанных глинистых буровых растворов и осадков буровых сточных вод Советский патент 1988 года по МПК C09K7/00 

Изобретение относится к консолидирующим составам для обезвреживания осадков буровых сточных вод и отработанных буровых растворов на водной основе путем их обработки консолидирующим составом и может применяться в нефтегазодо.бывающей промьшленнос- ти при строительстве скважин.

Целью изобретения является снижение загрязняющей способности отработанных буровых растворов и осадка буровых сточных вод за счет повышения степени связывания загрязняющих веществ.

Цель достигается использованием консолидирующего состава, включающего портландцемент и фильтроперлит при следующем содержании, мае.ч.: Портландцемент 100 Фильтроперлит50-100

Буровые сточные воды (БСВ), отработанные буровые растворы (ОБР), образующиеся в процессе сооружения скважин, значительно загрязняют окружающую среду. Выделенные в процессе очистки БСБ осадки относятся к сус- пензИям коллоидного типа.

ОБР и осадки БСВ содержат в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях загрязняющие компоненты, к основным из которых относятся органические соединения, представленные химическими реагентами различной природы, количественно оцениваемые величиной бихроматной окисляемости или химическим потреблением кислорода (ХПК), а также нефть и нефтепродукты. По составу и загрязняющим свойствам осадки БСВ близки к ОБР. Сброс и хранение таких отходов в земляных амбарах может привести к загрязнению почвы, поверхностных и подрусловых вод, явиться причиной нарушения экологического равновесия в природе.

Состав применим для консолидации всех отработанных глинистых буровых растворов на водной основе, встречающихся в практике буровых работ, с содержанием твердой фазы от 16% и выше

Развитая удельная поверхность ( ), наличие в ней нескомпенсированных зарядов и обменных ионов обуславливают высокую адсорбционную способность фильтроперлита. Благодаря своему составу фильтроперлит способен вступать в химическое взаимодействие с вяжущим, обладает большой водоудерживающей способ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ностью (6-7 кг/кг). Участвуя совместно с ОБР и портландцементом в реакциях гидратации фильтроперлит дает нерастворимые в-воде гидратные новообразования. Введение портландцемента и фильтроперлита обеспечивает связывание загрязняющих веществ в структуру отвержденной массы. При воздействии водной среды консолидированная масса не разрушается.

Пример 1. Смешивают 3,5 г портландцемента и 3,5 г фильтроперлита. Полученную смесь добавляют к 100 г отработанного бурового раствора, состоящего из 63,0 мас.% твердой фазы, 35,0% воды и 2,0% нефти, характеризующегося показателем ХПК, равным 59,328 кг/м, и перемешивают до получения однородной массы. Отвержденная в течение 14 сут масса имеет прочность 6,3 кг/см И загрязняющее воздействие ОБР практически полностью исключает-,- ся. Затем отвержденные образцы выдерживают в водных условиях. ХПК экстракционной воды через 14 сут нахождения в воде образцов имеет показатель 0,362 кг/м .

Пример 2. Смешивают 14 г портландцемента и 7 г фильтроперлита. Полученную смесь добавляют к 100 г отработанного бурового раствора, состоящего из 16,05 мас.% твердой фазы, 82,72% воды и 1,23% нефти, характеризующегося показателем ХПК, равным 4,846 кг/м-, и перемешивают до получения однородной массы. От- вержденная в течение 14. сут масса имеет прочность 12 кг/см. Затем отвержденные образцы выдерживают в водных условиях ХПК экстракционной воды через 14 сут нахождения в воде образцов имеет .показатель 0,125кг/м.

Пример 3. Готовят смесь портландцемента и фильтроперлита следующим образом. Смешивают 7,5 г портландцемента и 7,5 г фильтроперлита. Полученную смесь добавляют к 100 г отработанного бурового раствора, состоящего из 63,0 мас.% твердой фазы; 35,0% воды, 2,0% нефти и характеризующегося показателем ХПК, равным 59,328 кг/м, и перемешивают до получения однородной массы. Отвержденная в течение 14 сут масса имеет прочность 11,4 кг/см. Затем отвержденные образцы выдерживают в водных . условиях. ХПК экстракционной воды

через 14 сут нахождения в воде образцов составляет 0,281 кг/м.

Пример 4. Смешивают 7,5 г портландцемента и 7,5 г фильтропер- лита. Полученную смесь добавляют к 100 г осадка БСВ, состоящего из 11 мас.% твердой фазы и 89% воды и характеризующегося показателем ХПК, равным 3,100 кг/м, и перемешивают до полного растворения добавляемой смеси. Отвержденная в течение 14 сут масса имеет прочность 4,1 кг/см. Затем отвержденные образцы вьщержи- вают в водных условиях. ХПК экстрак- ционной воды через 14 сут нахождения в воде образцов составляет 0,026 кг/м

В табл. 1 представлены данные по консолидации ОБР и осадка БСВ; в табл. 2 - значение ХПК экстрагента, при времени твердения 14 сут, времени вьщержки образцов в водных условиях 14 сут.

Для проведения эксперимента ис- пользуют два типа растворов и осадок БСВ: отработанный буровой раствор с большим содержанием твердой фазы (ОБР, ) со следующими показателями: количество твердой фазы 63,0%; воды 35,0%, нефти 2,0%, ХПК 59,328 кг/м , рН 8,9, и отработанный буровой раствор с малым содержанием твердой фазы (OBPj) со следующими показателями: количество.твердой фазы 16%, воды 82,72%, нефти 1,28%, ХПК 4,846кг/м , рН 7,0. Характеристика осадка БСВ, полученного при очистке БСВ сульфатом алюминия, содержит: твердая фаза 11; вода 89; ХПК 3,100 кг/м, рН 7,0.

ОБР, - твердая фаза содержит 95,74% барита (,2 г/см) и 4,26%

с o s

0

5 о

Q

5

глины с выбуренной породой. ОБР - твердая фаза содержит 63,83% барита .(,2 г/см) и 36,17% глины с выбуренной породой. Осадок БСВ - твердая фаза содержит 10% глины и 1% гидроокиси алюминия.

На основании результатов, представленных в табл. 1, можно сделать заключение, что отвержденная масса имеет высокие прочностные характеристики для всех используемых композиций и. позволяет качественно консолидировать ОБР как с малым, так и с большим содержанием твердой фазы,а также осадок БСВ, полностью исключая загрязнение окружающей среды. Анализ водной вытяжки (taбл. 2) показьюает, что консолидирующий состав для обработки ОБР и осадка БСВ позволяет полностью нейтрализовать их загрязняющую способность.

Формула изобретения

Консолидирующий состав для обезвреживания отработанныз{ глинистых буровых растворов и осадков буровых сточных вод, включающий портландцемент и добавку, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязняющей способности отработанных буровых растворов и осадка буровых сточных вод за счет повьшения степени связывания загрязняющих веществ, он в качестве добавки содержит фильтроперлит при следующем сот держании компонентов, мае.ч: Портландцемент 100 Фильтроперлит50-100

Отход буренияПрочность на сжатие, кг/см, при количестве консолиданта в массе ОБР, мае. %

при содержании портландцемент/фильтро- при со- перлит 100/100держании

портландцемент/фильтро- перлит 200/100

7 I 15Г 2020

,37,511,420,622,8

,20,45,38,412,0

Осадок БсЬ0,10,34,15,63,2

Тэблица2

тход водной вытяжки, кг/м , при количестве консолиданта в массе ОБР, мас.%

при содержании портландцемент/ при содержа- /фильтроперлит 100/100 - нии портландцемент/фильт-роперлит ,200/100

7 Г

,3620,2810,295

,286.0,1320,125

Осадок

БСВ0,1030,026 0,18

Составитель Л. Бестужев а Редактор Н. Гунько Техред Л.Олийнык Корректор И. Эрдейи

Заказ 736/25 Тираж 646Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Проичнодгтненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектипя,

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и предназначено для строительства скважин. Цель изобретения - снижение загрязняющей способности отработанных буровых растворов и осадка буровых сточных вод за счет повьшения степени связывания загрязнякнцих веществ. Состав содержит следующие компоненты при соотношении, мае.ч.: портландцемент 100; фильтроперлит 50-100. Состав используют для консолидации всех отработанных глинистых буровых растворов на водной основе с содержанием твердой фазы от 16% и выше. Готовят состав путем смешивания портландцемента и фильтроперлита, а полученную смесь добавляют в отработанный буровой раствор. Введение портландцемента и фильтроперлита обеспечивает связывание загрязняющих веществ в структуру отвержденной массы. Под воздействием водной среды консолидированная масса не разрушается и позволяет полностью нейтрализовать загрязняющие вещества. 2 табл. S (Л со сд 05 со