Буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

(54) БУРОВОЙ РАСТВОР

а1зобретение относится к составам термостойких буровых растворов Ч неминерализованных и минерализованных, неутяжеленных и утяжеленных), содержащих в качестве реагентапонизителя водоотдачи натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (КМП), путем введения в ее состав ингибиторов термоокислительногидролитической деструкции.

Известен способ обработки буровых растворов карбоксиметилцеллюлозовой (КМЦ) со степенью полимеризации 650-800 и степенью замещения 80-85 (КМЦ-700) l Недостатком данного бурового раствора является то, что он применим только до IbCPc.

Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор, содержащий глину, воду и понизитель водоотдачи, в качестве которого используется продукт взаимодействия КМЦ с этаноламинами - карбаминол. Раствор при необходимости может содержать другие добавки: хлорид натрия, утяжелитель, регулятор рН и т.д. Карбаминол вводят в буровой раствор в количестве до 2,Ь% .

Недостаток известного бурового раствора в том,, что он может применяться только до забойной температуры .

Цель изобретения - повышение термостойкости буровогс раствора.

Поставленная цеаь достигается тем, что буровой раствор, содержащий Глину, воду и понизитель водоотдачи в

10 качестве реагента понизителя водоотдачи бурового раствора включает продукт взаимодействия КНЦ со степенью полимеризации (СП) 620-750 и степенью замещения (.СЗ) 80-85 с этанол15амином и реагентом, представляющим собой свежеприготовленный нитролигнин, смешанный с кальцинированной содой, введенными в процессе получения (КМЦ) при следующем соотно20шении компонентов, мас.%:

Глина3-20

Понизитель

водоотдачи 0,5-2,0

Вода Остальное

25

Синтез понизителя водоотдачи (ГИПП-7) осуществляется следующим образом.

Целлюлозу ацетатную,(или другого вида) со степенью полимеризации 30 1050-1200 обрабатывают водным раствором гидроокиси натрия концентрации 200-240 г/л при 18-25 С 1,01,5 ч, отжимают от избытка водного раствора гидроокиси натрия до 2,62,8-кратной массы по отношению к массе .абсолютно сухой целлюлозы (мольное соо.тношеЛ е целлюлозы к гидроокиси натрия 1:1,9 до 2,0). Измельчают 1,5-2,0 ч после чего к н добавляют ингибиторы термоокислительно-гидролитической деструкции этаноламин и игетан в количестве со ответственно 4,5-5, 1,5-2,0% от массы абсолютно сухой целлюлозы. После перемешивания в течение 0,250,5 ч с ингибиторами в реакционную смесь вводят монохлорацетат натрия в соотношении 1,7-1,8 моль целлюлозы. Пример. 332 г (2 моль) аце татной целлюлозы со степенью полиме ризации ИЗО помещают в мерсеризационную ванну, содержащую 20 л гидр окиси натрия концентрацией 235 г/л выдерживают в ней 1,0 ч при 18-25 С затем отжимают до массы 845 г (соде жание гидроокиси натрия 2 моль на 1 моль алкалицеллюлозы), измельчают 1,75 ч и добавляют 16 г триэтаноламина и 6 г игетана, тщательно пере мешивают 0,3 ч и вводят 408 г (3,5 моль) монохлорацетата натрия. Реакционную смесь перемешивают еще 1,5 ч при температуре, повышающейся от 18 до , разгружают в емкость и затем высушивают и измельчают. СинтезированныйОбразец характеризуется следующими показателями, сте пень полимеризации 730, степень замещения 82,8, содержание эфира 52%, содержание гель-фракции 3,0%, растворимость 99,0%. Образующаяся карбоксиметилцеллюл за со степенью замещения 80-85 и степенью полимеризации 620-750 без деления ее в чистом виде взаимодействует с игетаном и этаноламином с .образованием нового реагента ГИПП-7 Нижний предел величины степени поли ризации ГИПП-7, обеспечивающий приемлемые значения водоотдачи буровог раствора после прогрева - 620, что подтверждается результатами син |;еза по примеру образца 3 из ацетат юй целлюлозы со СП 1060.. Препарат характеризуется следующими показателями СП-622, СЗ 82,3, содержани гель-фрации 3,4, содержание основно го вещества 51,0%, растворимость 99,0%. Добавки указанного препарата ГИИП-7 в количестве 0,5% обеспечивают сохранение водоотдачи менее 10 см после прогрева при 260®С в течение 2 ч неминерализованного б рового раствора и 2% - сильноминера зованного (после прогрева при 240с в течение 4 ч), содержащего 28,5% хлорида натрия и 0,3% хлорида кальц В табл.1 приведены условия опытов получения понизителя водоотдачи ГНПП-7 и его основные показатели. Только в указанных в табл.1 соотношениях целлюлозы, гидроокиси натрия и монохлорацетата натрия возможно получение КМЦ с необходимыми СП и СЗ. ГИПП-7 представляет собой коричневый или светлокоричневый порошок tc влажностью 5-10%, легко растворимый в воде и буровых растворах, нетоксичен . Добавки этаноламинов больше 5,0% и меньше 4,5% и игетана болЪГше 2,0% и меньше 1,5% не улучшают защитное действие ГИПП-7. Приготовление бурового раствора осуществляется следующим образом. Расчетное на приготовление малоглинистого бурового раствора количество глинопорошка или комовой глины суспендируют в водном раство.ре щелочных реагентов (рН%10) и тщательно перемешивают . полученную суспензию обрабатывают порошкообразным ГИПП-7, перемешивают до полного его растворения и в случае необходимости утяжеляют до заданной плотности, вводят соли, нефть и другие добавки. При повторных обработках ГИПП-7 вводят в порошкообразном виде в циркулирующий буровой раствор в количестве 30-40% от расхода на первичную обработку. В табл.2 представлены данные результатов обработки буровых растворов образцами ГИПП-7. Данные в табл.2 показывают, что этот реагент-понизитель водоотдачи оказывает благоприятное действие на буровые растворы .различной минерализации, термостатирования при 240260 С в течение двух часов, и более. В табл.3 даны результаты обработки буровых растворов образцами ГИПП-7 И других модификаций КМЦ триэтаноламином и игетаном. В табл.3 показано, что образцы модифицированной КМЦ с СП 605 н 604 (образцы 5 и 7), а также с СП 812 (образец 6) не обеспечивают термоустойчивости буровых растворов до . Образец 8 (с низкими значениями СП и СЗ) не обеспечивает термо- устойчивости до даже при больших (3%) добавках. В табл.4 пркаэана термостойкость буровых растворов, стабилизированных образцами ГИПП-7 и другими защитными реагентами. Введение ингибиторов на стадии мерсеризации .нецелесообразно, так как часть их уходит с отжимной щелочью на .стадии перемешивания после введения монохлорацетата натрия также нецелесообразно, поскольку трудно достигнуть их равномерного распределения в реакционной массе. Наиболее рационально ингибиторы вводить в любой последовательности на завершении стадии измельчения за 0,250,50 ч до введения монохлорацетата натрия.

Применение бурового раствора, ста билиэированного ГИПП-7, позволяет Примечание: В образцы 1 и 3 триэтаноламин.

повысить термостойкость на 40-бО С по сравнению с .термостойкостью буровых растворов, обработанных КМЦ700 или карбаминолом см. таЬлицу 4 .

(Таблица вводят моноэтаноламин, d в 2 и 4 о

о о м

о

Г«|

г

VO

см

о о

О 1Л fs«

о

о о

О V

1Л Ш

(Л

fM .01

гм

rt

fS

гч

м

CN

N

РМ

го

о

Ч)

es

СЧ (|

а

%

г

го «ч

о

VO

гл

00

1Л

о

о

О rf OI

о сч

чМ

«ч

(N

VO

СП

оо

k

ч

гt

г

VO сч

о

г ts ч

м

о о

о

о

-

а

VO

ъ

in

1Л

о

irt

.

00 о

fS

00

го

го

сч

00 r-t

ш

СЧ

РО

го

VO СЧ

го

гН (Ч

VO

ш

о

о

1Л (N

оо

о

ОО

.

л 00

s

a

СП п

VJ3

о .

о

го

гН

со г 1Л

1Л

о ys

1 0

со

о

6

г-н

н

о

го

00

г-1

о

(N

о

о

4k

со

(Л

о

VO

rg

о

vo

(N

o

00

oo

ГО

1Л

о

o

vo

CN

о

о се

о rf rg

о

о

00

го

гч

tM

00 o

ri

t ooгч

л

со rо

N

OO

CN

(J

ro

ГО

го

го

V.

гЧ

1Л

1Л го

о

ш

0

0

о

гЧ

см

го

го

г eg

ю

г-

CN

ъ

го

О

CN

19 Формула изобретения

Буровой раствор, содержащий глину, воду и понизитель водоотдачи, о тличаюиийся тем, что, с целью повышения термостойкости раствора,он содержит в качестве понизителя водоотдачи продукт взаимодействия карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации (СП) 620-750 и степенью .замещения (СЗ) 80-85 (КМЦ) с этаноламином и реагентом, представляющим собой свежеприготовленный нитролигнин, смещенный с каль973586

20

цинированной содой, введенными в процессе получения КМЦ при следующем соотношении Компонентов, вес.% Глина3,0-20,0

Понизитель водоотдачи0,5-2,0 Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 402633, кл. С 09 К 7/02, 1970 (прототип).