Способ обработки буровых растворов на водной основе

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 С 09 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ggg fgQ,(.KA

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3832929/23-03 (22) 02.01.85 (46) 30.07.86. Бюл. ¹ 28 (71) Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов (72) Д.А.Галян, Н.М.Комарова, В.И.Иысива, А.П.Тарнавский,, FI.Í.Галян и С.Н.Горонович (53) 622.243. 144.3(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

М - 541968, кл. С 09 К 7/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1049516, кл. С 09 К 7/02, 1983.

„.SUÄÄ 4738? A 1 (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ

РАСТВОРОВ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ путем введения в него связывающей сероводород добавки, отличающийся тем, что, с целью повьппения стелени нейтрализации сероводорода и водорастворимых сульфидов при одновременном сохранении структурно-механических свойств раствора, в качестве связывающей сероводород добавки используют продукт конденсации фенолов с формальдегидом и формальсульфитирования образующихся при конденсации новолаков — полифенольный лесохимический реагент в количестве 0,2-2,07 от объема бурового раствора.

1 1247387 з

Изобретение относится к нефтяной водорастворимых сульфидов при однои газовой промышленности и может быть временном сохранении структурно-мехаиспользовано при бурении и капиталь- нических свойств раствора. ном ремонте нефтяных и газовых сква- Полифенольный лесохимический реажин, в частности при бурении и ремон- гент (ПФЛХ) представляет собой метанте скважин на нефть и газ, содержа- сульфонированный трехкольчатый новощих сероводород. лак, состоящий в основном из пирокаЦель изобретения — повышение сте- техина. Он имеет следующую структурпени нейтрализации сероводорода и ную формулу сн -o-so<— - ыо.

08О, ОН

0Я

ОН

Сырьем для получения ПФЛХ служит экстракт кислой воды, являющейся отходом при очистке продуктов газификации древесины. Экстракт, упаренный до удельного веса 1,18-1,20 г/см, содержит 55-60% фенолов, из которых более половины составляют пирокатехин и метилпирокатехин. Для получения ПФЛХ экстракт подвергают конденсации с формальдегидом с последующим формальсульфитированием (обработкой формалином и сульфигом) и сушкой до влажности 10-20%. В готовом виде

ПФЛХ вЂ” твердое вещество, темно-коричневого цвета, гигроскопичное. .Свойства технического продукта регламентируются ТУ-81-05-44-73.

Поглотительная способность водных растворов ПФЛХ по отношению к сероводороду проверялась при различных значениях рН растворов. Заданное значение рН поддерживалось добавками кислоты и щелочи.

Пример 1. В стеклянный стакан наливали 100 мл воды. Добавляли в нее 0,2 r ПФЛХ, перемешивали до полного растворения последнего. Величина рН полученного раствора составляла 7,5. Раствор помещали в склянку, Дрекселя и барботировали через него сероводород. Количество связанного сероводорода составляло 420 мг сероводорода на 1 г поглотителя.

Пример. 2. Опыт проводился аналогично примеру 1. Количество вводимого в воду реагента составляло

1 г. Количество связанного сероводорода составило 425 мг на 1 r поглотителя.

H р и м е р 3. Опыт проводился аналогично примеру 1. Количество вводимого ПФЛХ 2 rp. Количество связанного сероводорода составило 438 мг на 1 г поглотителя.

Во всех приведенных примерах количество пробарботированного сероводо. рода было равным и составляло 6 объемов сероводорода при его концентрации в газе 30 об.% на 1 объем водного раствора. Время барботирования сероводорода 1 ч. Количество связанного сероводорода определяли иодометрическим методом.

Данные лабораторных исследований приведены в табл.1, в которой показана поглотительная способность ПФЛХ и фурфурола в воде при различных значениях рН.

Приведенные данные позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ

35 поглощения сероводорода с использованием ПФЛХ в качестве реагента нейтрализатора обладает большей поглетительной способностью по отношению к сероводороду, чем известный способ с использованием фурфурола.

Поглотительная способность ПФЛХ по отношению к сероводороду была проверена в буровых растворах.

Для проведения лабораторных опытов использовали пресный глинистый раствор, состоящий из глины, кальци-, нированной соды, понизителя водоотдачи (КМЦ-700) и воды.

В буровой раствор вводится расчетное количество ПФЛХ, через обработанный буровой раствор пропускали ,сероводород. Определяли емкость поглощения сероводорода буровым раствороМ, измеряли параметры бурового раствора до и после пропускания сероводорода.

II p и м е р 4. Приготовили буровой раствор, содержащий, об.%: глина

3 124

20; кальцинированная сода 0,2; понизитель водоотдачи (КМЦ-700) 1; вода остальное.

В полученный раствор добавляли

ПФЛХ в количестве 0,27 к объему раствора, перемешивали до полного растворения ПФЛХ. 100 мл раствора помещали в склянку Дрекселя и барботировали через него сероводород. Количество связанного сероводорода составило 0

2000 мг на 1 л раствора.

Пример 5. Опыт проводился аналогично примеру 1. Концентрация

ПФЛХ составляла 1Х ПФЛХ к объему раствора. Количество поглощенного серо- 15 водорода 6960 мг/л.

Пример 6. Опыт проводился аналогично примеру 1. Концентрация

ПФЛХ в буровом растворе 27. к объему раствора. Количество поглощенного 20 сероводорода 8500 мг/л.

Во всех приведенных примерах количество пробарботированного сероводорода было равным и составляло 15 объемов сероводорода при его концентра- 25 ции в газе 30 об.7 íà I объем бурового раствора. Время барботирования сероводорода 3 ч. Количество связанного сероводорода определяли иодометрическим методом. 30

Сравнительная характеристика емкости поглощения сероводорода фурфуролом и ПФЛХ в буровых растворах приведена в табл.2.

Как видно из табл.2, при воздей35 ствии сероводорода на буровые растворы происходит ухудшение его структурно-механических свойств. Для проведения лабораторных опытов приготовили

40 контрольный буровой раствор, который имеет показатели: р 1, 14; рН 7,6; т 26; СНС 18/24; В 6.

После пропускания сероводорода раствор имеет показатели . р 1,14; рН 5,6; Т 180; CIIC„1 210/210; В 20 (состав 1,6, табл.2). б

При этом поглотительная способность бурового раствора по отношению к сероводороду составляет 370 мг/л.

Добавка ПФЛХ, вводимая в буровой раствор, увеличивает емкость поглощения сероводорода при одновременном сохранении структурно-механических свойств.

Результаты опытов показали, что при концентрации ПФЛХ 0,27 в буровом растворе количество поглощенного сероводорода составляет 2000 мг/л, что

7387 4 в 2,5 раза больше, чем у фурфурола.

После пропускания сероводорода раствор, обработанный ПФЛХ в количестве

0,27 имеет показатели: р i,14; рН 7,5; Т 42; СНС, 40/52; B 6 (состав 8 табл.2). При сравнении структурно-механических свойств бурового раствора составов 6 и 8 (табл.2) при пропускании сероводорода через них предлагаемый реагент ПФЛХ в предлагаемом способе сохраняет свойства бурового раствора, величина рН в составе 8 равна 7,5, тогда как в составе 6 она составляет 5,6, вязкость раствора уменьшается с 180 до 42 с, изменилось статическое напряжение сдвига с 210 до 40 мг/см, величина водоотдачи уменьшилась с 20 до 6 см .

Структурно-механические свойства бурового раствора с добавкой ПФЛХ соответствуют требованиям, предъявляемым к буровым растворам для вскрытия продуктивного сероводородсодержащего горизонта.

Добавка ПФЛХ в количестве О, 1Х является недостаточной, так как поглотительная способность бурового раствора сравнительно небольшая (800 мг/л) и структурно-механические свойства бурового раствора не сохраняются, увеличивается вязкость до

180 с, статическое напряжение сдвига до 210 мг/см, водоотдача до 15 смэ, снижается величина рН бурового раствора (состав 7 табл.2).

Поглотительная способность раствора при концентрации ПФЛХ 27 увеличивается и составляет 8500 мг/л, что в 1,8 раза больше, чем у раствора с использованием фурфурола в качестве поглотителя, при этом сохраняются и структурно-механические свойства раствора: рН 7,8; Т 29 с", СНС„ 24/36 мг/см ; В 4 см (состав I1 табл.2).

Введение ПФЛХ в буровой раствор более 2Х сильно снижает вязкость до

18 с и статическое напряжение сдвига до 0 мг/см, что не желательно для утяжеленных буровых растворов, поэтому добавка ПФЛХ более 27 не рекомендуется (состав 12 табл.2).

Использование предлагаемого способа поглощения сероводорода и водорастворимых сульфидов в буровых растворах по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества: добавка полифенольного лесохимичес5 1.24 7387 6 кого реагента в количестве 0,2-2,07 находящийся в глиномешалке или металI от объема .бурового раствора повышает лической емкости, удобной для перестепень нейтрализации сероводорода мешивания вводят ПФЛХ и перемешивают и водорастворимых сульфидов в 2,0- до полного растворения.

2,5 раз при одновременном сохранении 1 Введение ПФЛХ в обрабатываемый структурно-механических свойств. буровой раствор не требует, специальНа практике способ осуществляют ного оборудования. Обработанный буроследующим образом. В буровой раствор, вой раствор закачивают в скважину.

Таблица 1

Количество связанного сероводорода или сульфида (в пересчете на сероводород), мг/г поглотителя, при рН

Состав Компоненты

7,5

1 10

4,5

188

204

220

0,27. фурфурола + вода (остальное) 530

420

319

0,27 ПФЛХ + вода (остальное) 190

205

250

0,57 фурфурола + вода (остальное) 0,57. ПФЛХ + вода (остальное) 528

418

320

192

208

255

17 фурфурола + вода (остальное) 17. ПФЛХ + вода (остальное) 535

425

324

192

200

275

2% фурфурола + вода (остальное) 541

438

332

27. ПФЛХ + вода (остальное) ° Т а б л и ц а 2

Статическое

ВязПлотность

КонцентраСос- Поглотитель рН олиство глотав аэ

3 напряжение сдвига, 1йо мг/см кость

Т, с р-ра, Р г/см ция ния ероодоода г/л поглоти1 мин 10 ми теля

1 Контрольный буровой раствор без поглотителя

Способ по прототипу

7 6 26 18 24 6 370

А

5, 6 180 210 210 20

1 14

А

1,14

0,2 1 14 7 6 26 18 24 6 780

2. А

1,14 6,7 52 40 56 8

2 Фурфурол

1247387

Продолжение табл.2 рН

Поглотитель

Статическое напряжение

Вяз

Плотность

КонСоскость

Т, с тав поглоти1 мин 10 мин теля, Х

3 Фурфурол

05 114 74 25 t8

? ?

1, 14 7. 46 40

24 6 980

58 8

26 17 24 5 3400

35 38 42 6

1?14 7?3

1, 14 7

4 Фурфурол

1 14 7?2 26 16

1,14 7 34 35

5 Фурфурол

20 5 4800

42 5

7 6 26 18 24 6 370

5, 6 180 210 210 20

1 14

1, 14

0 1 f?14 7?6 26 18 24 6 800

1, 14 6 180 210 . 210 15

7 ПФЛХ

0,2 . 1?14 7?8 24 18. 23 6 2000

1,14 7 5 42 40 52 б

8 . ПФЛХ

05 1 14 8 24 16

1,14 7,7 30 34

9 ПФЛХ

20 5

52 5

5008

1?14 8?45

1,14 7,8

10 .ПФЛХ

22 15

29 30

20 4 6960

48 5

1 1 ПФЛХ

2,0 1 14 8 5 .20 12 18 3?5 8500

1,14 7,8 29 24 36 4

12 ПФЛХ

25 1 14 87 16

1,14 7,8 18

0 3 5 9800

3 4

П р и м е ч а н и е. В числителе даны параметры до пропускания, в.знаменателе — после пропускания.сероводорода.

ВНИИПИ Заказ 4075/24 Тираж 644 Подпис ное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6 Контрольный буровой раствор без поглотители центрация р-ра, Р4 г/см сдвига, 1 <о мг/см

Водоотдача, В, см

Количество погло щения сероводорода мг/л