Способ получения концентрата буровых технологических жидкостей

 

Сущность изобретения: способ осуществляют следующим образом. В водно-щелочной раствор последовательно вводят модифицирующую добавку и сапропель. В качестве модифицирующей добавки используют углеводородную жидкость в количестве не менее 0,1% от объема водного щелочного раствора. Водный щелочной раствор имеет концентрацию 0,15 - 1,20 мас.%. Сапропель и водный щелочной раствор используют при соотношении 3 - 50 мас.ч. водного щелочного раствора на 1 мас.ч. сапропеля. 2 табл.

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к способам получения буровых технологических жидкостей.

Известен способ получения буровых технологических жидкостей (БТЖ), включающий сушку сапропеля до влажности 10% выдерживание его в дистиллированной воде при 40^оС не менее 30 мин, введение в суспензию 0,2% гидроксида натрия и диспергирование суспензии. Достоинством способа является получение БТЖ удовлетворительного качества.

Однако, при осуществлении этого способа возникает необходимость подогрева воды, что обусловливает высокую энергоемкость данного способа.

Прототипом предлагаемого технического решения является способ получения концентрата БТЖ, включающий приготовление 1,5%-ного раствора гидроксида натрия, введение в него 30%-ной сапропелевой пасты, перемешивание полученной суспензии в течение 1 ч и обработку ее реагентом Т-80 в количестве 1-2% от общего объема суспензии.

Полученный таким образом концентрат обладает следующими технологическими свойствами: плотность 1120-1160 кг/м³, условная вязкость УВ 120-130 с, водоотдача В 3-4 см³. Для приготовления, например, бурового раствора концентрат разбавляют в два раза минерализованной водой и обрабатывают реагентом Т-80 (до 8%) и ССБ (до 10-15%). Этот раствор имеет следующие параметры: 1220-1240 кг/м³, УВ 30-40 с, В 16-20 см³, статическое напряжение сдвига СНС_1/10 15/40 дПа.

Достоинством указанного способа является простота приготовления концентрата.

К недостаткам следует отнести низкие технологические свойства приготавливаемых на основе концентрата буровых технологических жидкостей, высокий расход химреагентов при кондиционировании БТЖ, ограничения по срокам хранения сапропеля перед его использованием для приготовления концентрата, необходимость предварительного приготовления сапропелевой пасты.

Технический результат изобретения упрощение способа получения концентрата, расширение его сырьевой базы и повышении качества концентрата.

Упрощение способа достигается в результате исключения операции приготовления сапропелевой пасты, расширение сырьевой базы за счет использования сапропеля независимо от продолжительности его хранения, а повышение качества концентрата БТЖ за счет исключения операции кондиционирования БТЖ.

Предлагаемый способ заключается в последовательном осуществлении следующих операций: приготовление 0,15-12% -ного водного щелочного раствора и обработка его углеводородной жидкостью (УВЖ) в количестве не менее 0,1% от объема; введение в полученную смесь сапропеля.

Для осуществления способа можно использовать любые водорастворимые щелочные реагенты, например, гидроксиды металлов, щелочные фосфатные, алюминатные, силикатные, гуматные и т.п. Можно использовать смеси щелочных реагентов, а также отходы и полупродукты промышленного производства, например, щелочной сток производства капролактама, кремнийорганические жидкости, и т.п.

В качестве углеводородной жидкости можно использовать дизельное топливо, растительные масла и отходы их производства и переработки, а также аналогичные жидкости.

П р и м е р. В 1 л воды вводят 20 г NaOH и после растворения 50 мл подсолнечного масла. Перемешивают смесь до однородного состояния и вводят 250 г сапропеля. Полученную массу перемешивают до получения однородной консистенции и используют для приготовления БТЖ.

В соответствии с вышеприведенным примером были приготовлены различные по составу и способам получения концентраты буровых технологических жидкостей (КБТЖ), сведения о которых приведены в табл. 1. В составе концентратов использовали гидроксиды натрия и калия, триполифосфат натрия ТПФН, углещелочной реагент УЩР, жидкое стекло ЖСТ, щелочной сток производства капролактама ЩСПК, кремнийорганическую жидкость ГКЖ-10, дизельное топливо ДТ, подсолнечное масло ПМ, горчичное масло ГМ, масло льняное водорастворимое малеинизированное МЛВМ, углеводороды хлорированные (смесь отходов производства дихлорэтана) УХ, сапропель органический ОРГ, кремнеземистый КРЗ и карбонатный КРБ.

Свойства приготовленных на основе КБТЖ буровых растворов, которые получены путем разбавления концентратов водой до 5%-ного содержания в них сапропеля, приведены в табл. 2. Для оценки технологических свойств растворов измеряли следующие параметры: плотность , условная вязкость УВ, статическое напряжение сдвига, СНС, водоотдача В.

Из сопоставления результатов, представленных в табл. 1 и 2 следует, что концентраты, полученные предлагаемым способом (КБТЖ-1-5,8,10-14), обладают высокой эффективностью. Приготовленные на их основе буровые растворы (опыты 1-5, 8, 10-14, табл. 2) имеют удовлетворительные технологические свойства и могут использоваться в неосложненных условиях бурения без дополнительного кондиционирования. При невыполнении хотя бы одного из существенных признаков способа, например, при недостаточном количестве УВЖ (КБТЖ-6) буровой раствор характеризуется высокой водоотдачей и отсутствием структуры. Кроме того, при недостаточном количестве УВЖ становится невозможным использование в составе концентрата "лежалого" (хранился более года) сапропеля КРЗ-Л (КБТЖ-7). Предлагаемый же способ позволяет использовать и "лежалый" сапропель (КБТЖ-8). Обработка УВЖ водного раствора щелочи после введения сапропеля, при прочих равных условиях (КБТЖ-9), приводит к снижению эффективности концентрата, выражающемуся в ухудшении технологических параметров бурового раствора (опыт 9). Опыты 10-12 показывают возможность приготовления на основе концентратов утяжеленных буровых растворов.

Для приготовления буферных жидкостей концентрат разбавляют водой до требуемой консистенции. Так, например, буферная жидкость, полученная разбавлением КБТЖ-10 минерализованной водой до концентрации в ней сапропеля 10% имеет плотность 1216 кг/м³ и эффективную вязкость 17,6 мПас. При этом СНС_1/10 18/24 дПа, что позволяет осуществлять ее утяжеление практически до любой плотности.

Получаемые предлагаемым способом концентраты является эффективными пластифицирующими добавками для тампонажных растворов и гидроизолирующих составов. Например, при затворении цемента для "холодных" скважин на 0,5%-ном растворе КБТЖ-1 тампонажный раствор при плотности 1860 кг/м³ имеет растекаемость 22 см, без добавки концентрата 26 см.

Анализ предлагаемого способа показывает, что он характеризуется новизной, промышленно применим и имеет изобретательский уровень, т.е. удовлетворяет всем необходимым условиям для признания его изобретением и выдачи охранного документа.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ включающий смешение сапропеля с водным щелочным раствором и модифицирующей добавкой, отличающийся тем, что перед смешением с сапропелем в водный щелочной раствор вводят модифицирующую добавку, при этом в качестве модифицирующей добавки используют углеводородную жидкость в количестве не менее 0,1% объема щелочного раствора, а в качестве водного щелочного раствора используют водный раствор щелочного агента с концентрацией 0,15 - 1,20 мас.%, причем сапропель и водный щелочной раствор используют при соотношении 3 - 50 мас.ч. водного щелочного раствора на 1 мас.ч. сапропеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2