Способ модификации буровых растворов Советский патент 1975 года по МПК E21B21/04 C08B11/12 

--- ./ 1

Изобретение относится к способу обработки высокоминерализованных промывочных лсидкостей, предназначенных для бурения глубоких и сверхглубоких скважин на нефть и газ.

Известно, что один из н аиболее эффективных стабилизаторов промывочных жидкостей - карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) различных: степеней полимеризации сохраняет свои защитные свойства; до температуры 130-160°. С ростом глубин и, как следствие этого, с ростом температуры на забое, в результате термоокислительной деструкции КМЦ значительно увеличивается ее расход для обработки промывочных жидкостей.

Известен способ стабилизации карбоксиметилцеллюлозы введением ингибитора термоокислительной деструкции в буровой раствор совместно с КМЦ или в процессе синтеза КМЦ на любой стадии.

С целью повышения устойчивости КМЦ к термоокислительной деструкции в буровых растворах предложено в качестве ингибитора использовать гексаметилендиамин (ГМДА) в количестве 1-3,5% от веса раствора при введении ингибитора в буровой раствор или от веса целлюлозы при введении его в процессе синтеза КМЦ.

При добавлении к буровому раствору 2,5% ГМДА от веса раствора, обработанному КМЦ, даже в условиях насыщения его поваренной солью, а при наличии солей кальция и магния, достигается достаточно высокая стабильность промывочной жидкости, подвергнутой термообработке при 200±5° в течение 2

и более-часов (см. табл. 1-2);.обозначения, принятые в табл. 1-4: Тюо - вязкость при заполнении СВП-5 200 см и истечения 100 см его; CHCi/io--предельное статическое напряжение сдвига через 1 и 10 мин; Взо - водоотдача за 30 мин.

Наличие в буровом растворе ГМДА приводит не только к его тер мосолестойкости, но и к значительному улучшению его смазочных свойств,- что обеспечивает повышение стойкости опоры долота, снижение гидравлических потерь,.способствует предотвращению посадок и затяжек, предохраняет бурильный инструмент от коррозии, а стенки скважины от набухания и т. д.

Введение гексаметилендиамина в процессе синтеза КМЦ приводит к получению карбодиамина и позволяет снизить количество ингибитора в 100-500 раз. Синтез карбодиамина осуществляется следующим образом.

Целлюлозу (вискозную или другого типа) обрабатывают водным раствором едкогс натра концентрации 240 ,г/л при 19-23° в течение 1 ч, отжимают от избытка водного раствора щелочи до 2,6-2,7-кратного веса по

а Я S ч ю « Е-1

Ч S

я

S а

ЕГ йй

Rt

аб

о о. о в о я S

г

и

и

п

§

S

1 о,

Е{

м

S

в

а

« 3 са

1

VO

S

Sо

VD

nt

о.

(О

о

л н

R) Н Л

.

м и о,

a

a s ;

Ю

re S Ч

o «

Eea

s s

nt

a. n

:i

s

e« C. O

О

2

X

s

s

«

§

u

a

о

X

s (

M

M

s

e о

Oi

§

H

и

a c.

л

CO

о с. , о

s

Su

a:

a

Ю

о

H ce

l4

,

ffl Ф &

отношению к весу исходной целлюлозы, измельчают в течение 2 ч, после чего к ней добавляют ГМДА из расчета 3% от веса целлюлозы или 1 % от веса готового нродукта. После перемешивания в течение 30 мин с ингибитором реакционную смесь обрабатывают монохлорацетатом натрия в соотношении 2 моля на 1 моль целлюлозы.

Некоторые условия получения и свойства карбодиамина приведены в табл. 3.

Обработка буровых растворов различной степени минерализации (вплоть до насыщения поваренной солью и до содержания солей кальция и магния 1,0-1,5%) карбодиамином осуществляется путем его добавления в раствор в количествах ,5% от веса КМЦ (в зависимости от степени минерализации циркулирующего раствора и забойной температуры) в сухом виде, либо в виде 5-10%-ного водного раствора.

Результаты обработки высокоминерализованных буровых растворов термосолестойким реагентом, приведенные в табл. 4, показывают, что карбодиамиц оказывает благоприятное действие на буровые растворы, выдержанные при 200+5° в течение 2-х и более часов.

Наличие в буровых растворах карбодиамина приводит не только к их термосолестойкости, но и к значительному улучшению их смазочных свойств, что обеспечивает повышение стойкости опоры долота, снижению гидравлических потерь, способствует предотвращению посадок и затяжек, предохраняет стенки скважины от набухания и т. д.

Ингибирование КМЦ ГМДА в процессе синтеза эфира позволяет достичь резкого повышения эффективности действия ингибитора,

снижения его расхода в 100-500 раз.

Применение карбодиамина в качестве стабилизатора исключает необходимость использования растворов ингибитора, что позволяет предотвратить снижение удельного веса буровых растворов (особенно утяжеленных) и в значительной степени уменьшить расход утяжелителя.

20Предмет изобретения

Способ модификации буровых растворов обработкой карбоксиметилцеллюлозой и ингибитором ее термоокислительной деструкции 25 или продуктом их взаимодействия, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости растворов, в качестве ингибитора применяют гексаметилендиамин.