Способ приготовления реагента для буровых растворов Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к технологии приготовления буровых растворов.

Известны способы приготовления реагентов для буровых растворов на основе полиакриламида и полиакрилонитрила щелочным гидролизом при температуре, близкой к кипению .,

Однако для получения этих реагентов используют дефицитное и дорогостоящее сырье (.нитрил акриловой кислоты, полиакриламид), что удорожает буровые растворы.

Известен также способ приготовления реагента - стабилизатора для буровых растворов на основе акрилового полимера - мокрых отходов волокна нитрон, представляющих собой тройной сополимер нитрилакрчловой кислоты и метилового/эфира .акриловой кислоты. По этому способу -реагент готовится следующим образом.В 1л водыраст-роряют 40 г едкого натра и загружают 200 г отходов.Смесь кипятят в течение 1,5-2 ч-Готовый полимерный реагент представляет собой однородную жидкость 2.

Недостатками реагента, получен.ного этим способом являются его низкие стабилизирующие и ингибйрующие свойства в условиях повышенных температур и минерализации, что выражается резким повьвиением водоотдачи бурового раствора.

Цель изобретения - повышение стабилизирующих и ингибирующих свойств реагента в условиях повьш1енных температур и минерализации.

Поставленная цель достигается тем,

10 что согласно способу приготовления реагента для буровых растворов через 2,5 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кисло15той и бихроматом натрия или бихроматом калия в количес гве 1,3 мас.% и 1-4 мас.% от массы смеси соответственно, при перемешивании в течение не менее 45-65 мин.

20

В качестве акрилового полимера могут применяться порошкообразный полиакрилонитрил, отходы тканей из волокна нитрон или нити из волокна 25 нитрон л

Предлагаемь й реагент представляет собой однородный продукт светло-коричневого цвета с запахом аммкака. с плотностьюр1,04-0,06 г/смЗ,водвот-ч

30 дачей 2-4 см за 30 мин.

Полное растворение порсяакообразного полиакрилонитрила и нитей из волокна нитроя происходит температуре 85-100°С в течение 2-2,5 ч. Отходы тканей из волокна нитрон растворяются в течение 4ч. Увеличение времени нагрева смеси полимера со щелочью не сказывается на изменении свойств реагента.

При повышении содержания тканевых отходов свыше 15% ббразуется реагент пастообразной консистенции, который не извлекается из раекционной емкости.

Интенсивность перемещения реакционной смеси не оказывает существен.ного влияния на качество реагента.

В табл.. 1 приводятся составы исследованных реагентов на основе гидролйзе1занных отходов тканей из волок.на нитрон. Для приготовления состава 1 в конической колбе смешивают 50 г лоскутов из волокна нитрон, 450 г 7%-ного водного раствора щелочи.

Таблица i

Смесь термостатируют на водяной бане при 85-100°С до полного растворения лоскутов. После этого отключается подогрев и реагент оставляется ЙО в покое на сутки.

При нейтрализации реагента серная кислота вводится срезу же после отключения подогрева. Реагент с серной кислотой перемешивают, в течение 5

часа. Таким образом получены составы 2 - 6.

При обработке реагента хролтиком последний вводится сразу после отключения обогрева и. смесь перемешивается 1 ч (составы, 7 - 11).

При приготовлении реагента предлагаемЁлм способом сразу после отсклгочения обогрева вводится серная

киелота, после чего вводится хромпик. Время перемешивания 1 ч (составы Д2..- iSjL

Срлестойкость реагента оценивается по способности снижать водоотдачу высокоминергшизованного раствора, содержащего 7% бентонитового глинопоБазовый 7%-ный бентонитовый раствор + 20% NaCl +1,5% CaClQ, . 1,01

раствор +2% 1, (прототип) 1,16

раствор +2% 2

раствор +2% 3

раствор сосраствор +2% 5

раствор +2% 6

раствор +2% 7

раствор +2% 8

раствор 4-2% 9

раствор +2% 10

раствор +2% 11

раствор +2% 12

раствор +2%. 13

раствор +2% 14

раствор +2% 15

рошка, 20%хлориду ратрия и хлорида кальция (базовый раствор). Добавка реагента к буровому раствору составляет 2 вес.%, fl пересчете на сухие отходы. Одновременно оцениваатся ингибирующее действие реагенг, та. Полученные приведены & табл.2.......

Таблица 2

22/28 26

956538

Раздельная обработка раствора Составом 1 Базовый раствор +2% реагента состава 1+ 0,1 % серной кислоты 1,18 Базовый раствор реагента состава I-f . 0,3% серной кислоты 1,18 64 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+ 60 0,6% серной кислоты 1,18 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+ Г% серной кислоты - 1,18 62 Базовый растЪор +2,0% реагента состава 1+ 56 2% серной кислоты . 1,18 Базовый, раствор +2,0% реагента состава 1+3% серной кислоты 1,1856Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+4% 52 серной кислоты 1,19 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+6% 50 серной кислоты 1,19 Раздельная и б Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+0,1 хромпика1,18 , 56 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+0,3 хромпика1,18 42 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+0,6 хромпика1,18 49 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+1 хромпика1,18 33 Базовый раствор +2,0% реагента состава 1+2 хромпика.1,18 31

8 Продолжение табл.2 и серной кислотой

63 28/36 40 26/38 40 20/32 40 22/36 40 20/42 32 20/42 32 18/38 28 18/38 28 бработка раствора составом 1 роматом калия 26/36 : 40 40 19/24 40 40 13/19 40 40 , 17/25 25 40 8/14 25 40

Базовый раств«9р j +2,0% реагента 1+3,0 хромпика Базовый раствор +2,0% реагента 1+4 хромпика

Раздельная обработка раствора составом 1, серной кислотой и бихроматом калия

Базовый раствор +2,0% реагента 1+0,1 серной кислоты .+0,1 хромпика Базовый раствор +2,0% реагента :1+0,3% серной кислоты +0,3% хромпика

Базовый раствор +2,0% реагента 1+0,5% серной кислоты +0,5% Из табл.2 видно, что при нейтрали эсщии реагента серной кислотой с хро пиком солестойкость реагента значительно повышается. Так, при введении в высокоминерализованный йуроъоК раствор 2 вес.% .реагента, нейтрализованного серной кислотой с хромпиком, водоотдача снижается до 4-5 см -30 мин. После термостатирования раст iBopa при 120°С водоотдача практически не увеличивается. Это свидетельствует о высокой .солестойкое- . ти химреагента. Разделительное введение в буровой раствор серной кислоты, хромпика 1и химреагента, приготовленного по известному способу, не обеспечивает получения низких значений водоотПродолжение табл. 2

34

40

65

38 16/20

69

40

26,5

14/18

40

40

62

16/22

40

40

67 дачк. Водоотдача при этом находится. S пределах Я6-3.0 мин. Реагент, приготовленный по предлагаемому способу, оказывает значительно больишй ингибирующий эф, чем реагент, приготовленный по известному способу. Об этом свидетельствует высокий коэффициент устойчивости аргиллита в модели фильтрата (.79-83%).- В табл.3 приведены данные, показывающие влияние материала, содержащего акриловый полимер, на стабилизируюф е.свойства реагента, полученного его целочным гидролизом. Как |видно из да:нных,приведенных в .табл.3, в качестве основы для получения реагента с успехом можно применять рее три указанных материала. ,

й

Породкообразный

.полиакрилонитрил: 1,18 68 9/23

Акрилонитрил

Отходы тканей

из волокна

нитрон 1,18 62 8/19

Нити из волокна Нитрон Донецкого камвольного комбината1,18 . 67 11/24 Использование солестойкого реагента, полученного по предлагаемом способу, позволяет снизить .осложне ния в глубоком бурении, увеличить скорость бурения и снизить стоимость обработки буровых растворов. По предварительным подсчетам экономический .эффект составляет 350 тыс.руб. Формула изобретения Способ приготовления реагента д буровых растворов, включающий гидр лиз акрилового полимера едким натром при 85-100°С, отличаю. щ и и с я тем, что, с целью повыше стабилизирующих и ингибирующих

Т а б л и. ц а i. свойств реагента в условиях повышен.ных температур и минерализации, через. ,2,5-4 ч от начала гидролиза обогрев реакционной смеси прекращают и производят ее нейтрализацию серной кислотой и.бихроматом натрия или бихро-. матом кашия в количестве 1-3 мае.% и 1-4 мас.% от массы смеси,соответственно, при перемешивании в. течение не менее 45-65 мин. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. КистерЭ.Г.Химическая обработка буровых pacTBt5pOB.M., Недра, 1972, с.190-193. . 2. Авторское свидетельство СССР № 663708, кл. С 09 К 7/02, 1975 (прототип К