Способ пеногашения Советский патент 1992 года по МПК B01D19/04 

Изобретение относится к бурению скважин различного назначения и может быть использовано в процессах пеногашения га- зожидкостных очистных агентов и буровых растворов.

Известны способы пеногашения с использованием различных природных и синтетических органических соединений. Недостатком всех этих способов является большой расход реагентов (до 3%).

Известен способ, включающий применение пеногасителей на основе кремнийор- ганических полимеров класса линейных полиметилсилоксанов ПМС, 200, 300, 400, 500;ПЭС-3, ПГЖ-891 и др. Однако пеногаси- тели на основе полиметилсилоксанов имеют недостаточную эффективность пеногашения, не обеспечивают дезактивацию пено- образующего раствора после пеногашения и возможность его повторного использования, т.е. восстановления пенообразующей способности.

Цель изобретения - повышение эффективности пеногашения и снижение расхода пеногасителя при обеспечении восстановления пенообразующей способности.

Указанная цель достигается использованием кремнийорганического полимера, полученного этерификацией олигомеров кубового остатка производства тетрахлорси- лан-а в качестве пеногасителя газожидкостных очистных агентов и буровых растворов.

В качестве исходного сырья для получения пеногасителя используются кубовые остатки производства тетрахлорсилана.

Предлагаемый пеногасителц получают следующим образом.

В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и газоотводной трубкой, опущенной в водный раствор щелочи для поглощения выделяющегося хлористого водорода, помещали 500 г кубового остатка производства тетрахлорсилана (т.кип. 150°С), а затем прикапывали 1500

г бутилового спирта. После этого смесь нагревали до 100°С и отгоняли непрореагировавший бутиловый спирт.

Полученный продукт представляет собой прозрачную желтоватую жидкость, не растворимую в воде, растворимую в бутиловом спирте, диметилсульфоксиде и имеющую следующие физико-химические свойства:

7П

Относительная плотность, d 4 0-89

Показатель преломления для D-линий

натрия, п20о1.4225

Температура затвердевания,°СНе выше 60

Элементный состав,

мас.%:Si 14,39 Н 9,51 С 49,35.

Продукт представляет собой смесь оли- гомерных и полимерных продуктов линейной сетчатой и циклической структуры, содержащую связи Si-0-Si.

П р и м е р 1. Способ пеногашения.

В газожидкостную смесь (пену) с известной исходной плотностью, полученную при перемешивании в миксере Воронеж пенообразующего состава на основе 0,5 мас.% водного раствора различных ПАВ, в том числе сульфонола, эмульгатора е-30 (ГДР) или алкилсульфоната (Лотос), добавляли 0,05 - 1,0мас.% известного (ПМС-400) и предлагаемого (ПБС) пеногасителя, затем перемешивали 1 мин и измеряли кратность и плотность после пеногашения. Результаты испытаний приведены в табл. 1.

П р и м е р 2. Способ пеногашения для предотвращения пенообраэования (вспенивания) буровых растворов, обработанных вспенивающими реагентами, например ПАВ, осуществляли следующим образом,

Приготавливали перемешиванием комплексный реагент, содержащий сульфонол в качестве реагента, обладающего высокой пенообразующей способностью, и пенога- ситель в соотношении 5:2,5, соответственно. Полученный комплексный реагент вводили в ранее приготовленные пробы трех типов буровых растворов: техническую воду, полимерный безглинистый раствор (0,25 мас.% ПАА) и малоглинистый раствор (5,0 мас.% глинопорошка). Результаты обработки буровых растворов для предотвращения их вспенивания известным и предлагаемым пеногасителем приведены в табл.2.

Таким образом, пеногаситель может . быть использован для гашения на выходе из скважины в процессе циркуляции газожидкостных очистных агентов, полученных и пе- нооб.разующих составов, т.е. водных растворов различных поверхностно-активных веществ (ПАВ), а также для предотвращения нежелательного вспенивания с соответствующим снижением плотности глинистых и безглинистых буровых растворов при их обработке химическими реагентами, способствующими вспениванию.

Оптимальной концентрацией ввода пеногасителя является 0,1-0.4 мас.%, так как при меньшей концентрации эффективность

0 пеногашения недостаточная, а при большей

концентрации эффективность пеногашения

возрастает незначительно при большом

расходе пеногасителя (табл. 1, пробы 5 и 6).

Как видно из табл. 1, предлагаемый спо5 соб пеногашения с использованием ПБС значительно эффективнее, чем с применением полиметилсилоксана ПМС-400, ПБС в оптимальном диапазоне концентраций (0,1- 0,4 мас.%) обеспечивает в зависимости от

0 типа пенообразующего ПАВ уменьшение кратности погашенной пены (КИ/КП) в 2,2- 8,7 раза и повышение плотности (ПП/ПИ) в 2,8-8.8 раза. ПМС-400 даже при концентрации 1,0 мас.% снижает кратность в 1,5 раза

5 и увеличивает плотность только в 1,52 раза. Из данных табл. 2 видно, что введение ПБС в буровые растворы совместно с вспенивающими реагентами (в качестве примера взят сульфонол, имеющий наибольшую

0 пенообразующую способность) обеспечивает большую степень подавления пенообра- зования по сравнению с ПМС-400. Так, например, плотность возрастает в 4,5-8,9 раза, а кратность вспенивания уменьшается

5 в 4,5-8,7 раза. При равной концентрации для ПМС-400 аналогичные критерии эффективности пеногашения не превышают 1,09-1.17 и 1,28-1,34 раза соответственно.

Важным преимуществом предлагаемо0 го способа ввиду наличия в пеногасителе подвижных бутокси-групп (C-qHgO) является инвариантность его пеногасящих свойств, что дает возможность восстановления пено- образующих свойств жидкой фазы (ПАБ t5 вода) погашенной после введения ПБС газожидкостной смеси (ГЖС). При этом обеспечивается возможность создания замкнутого цикла циркуляции ГЖС в процессе бурения по следующей схеме.

0Пена, выходящая в процессе бурения из

скважины, направляется в емкость-отстойник, где гасится введением предлагаемого пеногасителя. Полученный раствор (жидкая фаза ГЖС) обрабатывается соляной кис5 лотой 0,1-0,5 мас.%, а затем нагревается до 20-60°С в течение 2-3 ч. После охлаждения раствора до начальной температуры в него добавляется 0,02-0,47 мас.% гидроксида натрия, обеспечивающего нейтрализацию соляной кислоты. При этом пенообразующий

состав восстанавливает пенообразующие свойства и после повторного вспенивания в компрессорно-дожимном устройстве буровой повторно используется в качестве очистного агента.

Для экспериментальной проверки восстановления пенообразующей способности пенообразующего состава после пеногаше- ния предполагаемым пеногасителем было приготовлено 11 проб газожидкостной смеси (табл. 3).

Пример 3. В газожидкостную смесь (пену) кратностью 10, полученную как указано в примере 1 (проба 1. табл. 1), и пенообразующего состава (0,5 мс.% сульфонола) добавляли раствор технической соляной кислоты (0,1-0,5%). Затем колбу со смесью в течение 2-3 чнагревалидо 20-60°С. После охлаждения смеси до комнатной температуры содержимое колбы нейтрализовали гид- роксидом натрия (0.07-0,47 мас.%) до рН 6-7. Повторное вспенивание производили при перемешивании в течение 5 мин на миксере Воронеж, а затем измеряли кратность полученной пены и время истечения 50% пенообразующего раствора, т.е. жидкой фазы ГЖС, характеризующее ее стабильность. Результаты исследований приведены в табл. 3.

Из полученных данных видно, что при повторном вспенивании кратность полученной ГЖС достигает в зависимости от концентрации пеногасителя. соляной кислоты

и режима кислотной обработки 2,1-10,0 при стабильности 120-400 с.

Таким образом, применение предлагаемого способа пеногашения по сравнению с

использованием известного полиметилси- локсана ПМС-400 обеспечивает в 2-8 раз повышение эффективности пеногашения. т.е. большую степень снижения кратности и повышения плотности при меньшем в два

раза расходе пеногасителя. Кроме того, совместное или раздельное введение нового пеногасителя в буровые растворы со вспенивающими химическими реагентами в 4,0- 8,0 раз эффективнее по предупреждению

снижения плотности (ПП/ПИ) и вспенивания раствора (КИ/КП). При использовании предлагаемого способа пеногашения возможно также восстановление пенообразующих свойств пенообразующего состава и его повторное использование, т.е. организация замкнутого цикла циркуляции и охрана окружающей среды при бурении с ГЖС. Формула изобретения Способ пеногашения, включающий введение кремнийорганического реагента, о т- личающийся тем, что. с целью повышения эффективности пеногашения газожидкостных очистных агентов и буровых растворов и снижения расхода пеногасителя, в качестве кремнийорганического реагента используют продукт этерификации олигомеров кубового остатка производства тетрахлорсилана.

Таблица 1

Изобретение относится к области пено- гашения и может быть использовано в процессах пеногашения газожидкостных очистных агентов и буровых растворов. Целью изобретения является повышение эффективности пеногашения газожидкостных агентов и буровых растворов и снижение расхода пеногасителя. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве кремнийорганического реагента - пеногасителя используют продукт этерификации олигомеров кубового остатка производства тетрахлоршлака. 3 табл.

Пред/ortipMbu способ

Таблица 2

ТаблицаЗ