Способ получения реагента для обработки буровых растворов

 

Союз Советских

Социалистнческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 010280 (21} 2879249/23-03 (51) hA.

С 09 К 7/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 3.11.81.Бюллетень ¹ 4 3 (53) УДК 622 ° 243.

° 444 (088.8) Дата опубликования описания 231181 (72) Авторы изобретения

И.Ю. Харив и Л.И. Сивец (71) заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

15

Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ, в частности к способам получения химических реагентов для обработки буровых растворов.

Известны способы приготовления реагентов на основе акриловых полимеров для обработки буровых растворов (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения реагентов

PC-2 путем гидролиэа полиакриламида эквимолекулярным количеством каустика в присутствии полифосфата натрия.

Оптимальное соотношение между полимером, щелочью н полифосфатом 1:1:1 вес.ч. в пересчете на сухие вещества (2) .

Недостатком указанных способов является то, что полученный реагент обладает низким флокулирующим действием при использовании его в количествах, обеспечивающих оптимальную водоотдачу бурового раствора.

Цель изобретения — повышение флокулирующей способности реагента на основе полиакриламида при концентрации, обеспечивающей оптимальную водоотдачу буровых растворов.

Поставленная цель достигается тем, что гидролиз полиакриламида щелочью ведут 90-95 С в присутствии хлорида натрия или хлорида калия, или хлорнда аммония, причем соотношение ингредиентов следующее, вес.Ъг

Полиакриламид 2-3

Хлорид натрия или хлорид калия, или хлорид аммония 10-20

Гидроксид натрия или гидроксид калия, или гидроксид аммония 0,5-1,5

Вода Остальное

Способ осуществляется следующим образом.

На 1 л 10-203-ного водного раство20 ра хлорида натрия или хлорида калия, или хлорида аммония добавляется при перемешивании 5-15 г гидроксида натрия или гидроксида калия, или гидроксида аммония раствор подогревают

90-95оС,затем при перемешивании добавляют 20-30 г (на сухое вещество). полиакриламида. Перемешивание произ» водят до получения вязкой жидкосТи желтого цвета, которую выдерживайт

30 при указанной температуре 1,5-2 ч.

883137

Водоотдачар см

Отстой, Содержание

Ъ бентонита в сливе, %

Состав раствора

Вода + 10,5% реагента, полученного гидролизом

2% ПАЛ в 2%- ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 2В триполифосфата натрия F 2% гидратированного бентонита (Вода + 0,5 реагента, полученного гидролизом

3% IfAA в ЗЪ-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 3% триполифосфата + 2% гидратированного бентонита

88

7 5 . 17

Вода + 0,5В реагента, полученного гидролизом 2% ПАЛ в 2%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 2Ъ трипоЛифосфата натрия + 3,75% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

85

Полученный реагент исследован в лабораторных условиях. Проверялась флокулирующая способность 0,5%-ного водного раствора реагента, обеспе чивающего стабилизацию бурового раствора. Сравнение эффективности проводилось с 0,5%-ным полиакриламидом, гидролизованным известным способом.

Проверка эффективности проводилась путем ввода в 0,5%-ные водные растворы полимеров гидратированного бентонитового раствора из расчета 2 вес.В на сухое вещество. В фарфОровые кружки набирали по 300 см дистиллированной воды. В одну пробу при перемешивании добавили 1,5 r, реаген- 15 та, полученного известным способом, во вторую 1пробу — 1,5 r реагента, полученного известным способом и

11,25 г хлорида натрия или хлорида калия, или хлорида аммония, в третью щ пробу — 1,5 г реагента, полученного предлагаемым способом. Затем во все три пробы вводили по 9 г гидратированного бентонита. Реагенты добавляли из расчета на сухие вещества.

Две последние пробы содержали эквивалентное количество полиакриламида и хлоридов одновалентных металлов.

Количество щелочи в пробе, содержащей реагент, полученный предлагаемым способом, на 50% меньше, чем в пробе, содержащей полиакриламид, полученный известным способом.

Об эффективности судили по содержанию бентонита, водоотдаче, отстою раствора через 30 мин и содержанию. 35 бентонита в сливе верхней части, составляющей 213 от общего объема, после двухчасового отстаивания.

Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице. 40

Из таблицы видно, что эффективным флокулирующим действием при обеспечении оптимальной водоотдачи обладает полиакриламид, гидролизованный 10-20% хлорида калия или хлорида натрия, или хлорида аммония и

0,5-1,5% гидроксида калия или гидроксида натрия, или гидроксида аммония.

Объем отстоя в пробах, которые обработаны полиакриламидом, полученным указанным способом, составляет 3080% при водоотдаче, не превышающей

10 см за 30 мин. Если количество введенного при гидролизе полиакриламида менее 10Ъ, флокулирующее действие реагента снижается, а увеличение его свыше ЗОВ, ведет к значительному повышению водоотдачи. В пробах содержащих соответствующее количество .полиакриламида, гидролизованного известным способом, флокуляция бентонита незначительна.

Кроме того, использование при гидролизе полиакриламида хлорида натрия или хлорида калия, или хлорида аммония позволяет в 1,5-2 раза сократить количество соответствующего гидроксида.

Внедрение реагента, приготовленного по предлагаемому способу, в производство позволит повысить скорость бурения за счет уменьшения концентрации твердой фазы раствора путем улучшения флокуляции частиц с последующим удалением флокул, снизить расход дефицитной щелочи, исключить дополнительное применение реагентов-стабилизаторов.

По лабораторным результатам реагент, полученный по предлагаемому способу, флокулирует дополнительно

30-50% твердой фазы раствора, что позволяет увеличить механическую скорость бурения на 20%. Годовой объем бурения по Мингео УССР в глинистых отложениях составляет 150000 м. При стоимости 1 м бурения 100 руб. годовой экономический эффект составит

1500 тыс.руб.

883 J 37

Продолжение таблицы

Состав раствора

Отстой, %

Водоотдача, см

Содержание бентонита в сливе, %

8 23

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 2%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 2Ъ триполифосфата натрия + 3,75% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

28

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2Ъ ПАА в 2%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 2Ъ триполифосфата натрия + 3,75% хлорида аммония + 2% гидратированного бентонита

23 85

7,5

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

3% ПАА в 3%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии ЗЪ триполифосфата натрия + 3,75% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

8 5 25 94

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

3% ПАА в 3%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 3% триполнфосфата натрия + 3,75% хлорида аммония + 2% гидратированного бентонита

7,0 22 87

Вода + 0,5% реагента, полученного гйдролизом

1,5% IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 15% хлорида натрия

+ 2% гидратированного бентонита

12 55 72

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

ЗЪ ПАА в 1Ъ-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 15% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

8 70 48

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом

3% ПАА в 1%-ном водном растворе гидролиза натрия в присутствии 15Ъ хлорида натрия

+ 2% гидратированного бентонита

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом:

4% IIAA в 1%-ном водном растворе .гидроксида натрия в присутствии 15% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

7 66 52

23

6 5

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 0,4%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 15% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита 81

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 0,5Ъ-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 15% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

55 ода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 1,5%-ном водном растворе гидроксида

1 атрия в присутствии 15% хлорида натрия + ".% идратированного бентонита

8 ° 5 58

Вода + 0,5% ррагента, полученного гидролизом

3% IIAA в 3%-ном водном растворе гндроксида .натрия в присутствии 3% триполнфосфата

+ 3,75% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

883137

Продолжение таблицы

Состав раствора

Отстой, %

Водоотдача, смэ

Содержание бентонита в сливе, %

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом

2Ъ ПАА в 2Ъ-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 15Ъ хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

36

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2Ъ ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 5% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

7,0 31

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2Ъ IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 10Ъ хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

7,5 65

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

2% ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 20% хлорида натрия + 2Ъ гидратированного бентонита

9 76

Вода + 0 5% реагента, полученного гидролиэом

2% IIAA в 1Ъ-ном водном растворе гидроксида натрия в присутствии 25% хлорида натрия + 2% гидратированного бентонита

14 60

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

1,5% IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% хлорида калия + 2Ъ гидратированного бентонита

14 57

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2Ъ IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15Ъ хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

9 78

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

ЗЪ ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

8 68

Вода + 0,5Ъ реагеита, полученного гидролиэом

4Ъ .ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 0,4%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% хлорида калия + 2Ъ гидратированного бентонита

7 28

12

76

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% ПАА в 0,5%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 1,5%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15Ъ хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

60

9 5 63

37

70.Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2Ъ IIAA в 2%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 15% гидроксида калия + 2Ъ гидратированного бентонита

883137

Продолжение таблицы! !

Содержание. б нтонита, в сливе, %

Отстоир

ВодоЛ отдач, - см

Состав раствора

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% OAA в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 5% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

8,0 33

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% OAA в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 10% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

85 66

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% OAA в 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 20% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

9,0 78

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% GAA B 1%-ном водном растворе гидроксида калия в присутствии 25% хлорида калия + 2% гидратированного бентонита

l6 62

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

1,5% ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 15% хлорйда аммония

+ 2% гидратированного бентонита

13 55

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 15% хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита

8 72

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

3% ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония.в присутствии 15% хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита

7,5 59

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

4% OAA в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 15% хлорида аммония + 2% гидратированного бентонита

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

2% IIAA в 0,4%-ном водном растворе гидрокснда аммония в присутствии 15% хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита

7 37

73

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

2% OAA ai 0,5%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 15% хлорида аммония

+ 2%. гидратированного бентонита

52

55

8,5

9,0 34

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% OAA в 1%-ном водном растворе гидроксчда аммония в присутствии 5% хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита

7,5

Вода + 0,5% реагента,полученного гидролиэом

2% OAA в 1,5%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 15% хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

2% OAA в 2%-ном водном растворе гидроксида ,аммония в присутствии 15% хлорида аммония

+2% гидратированного бентонита

883137

Продолжение таблнцн

Отстой, Содержание

% бентонита, в сливе, В

Водоотдача,см>

Состав раствора

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролизом

2% ПАА в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 10% хлорида аммония в присутствии 10% хлорида аммония + 2% .гидратированного бентонита

56

Вода + 0,5% реагента, полученного гидролиэом

2В IIAA в 1%-ном водном растворе гидроксида аммония в присутствии 203 хлорида аммония

+ 23 гидратированного бентонита

8,5

51

Вода + 0,5Ъ реагента, полученного гидролизом

2В HAA в 1%-ном водном растворе гндроксида аммония в присутствии 2Ъ хлорида аммония

+ 2% гидратированного бентонита е

12 58

Составитель В. Ягодин

Редактор И. Николайчук Техред M.Ãîëèíêà Корректор М. Шароши

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10120/36

4нлиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

- Способ получения реагента для обработки буровых растворов путем гидролиэа полиакриламида щелочью, отличающийся тем, что, с целью повышения флокулирующей способности реагента при концентрации, обеспечивающей оптимальную водоотдачу буровых растворов, гидролиз ведут при 90-95 С в присутствии хлорида натрия или хлорида калия, или хлорида аммония, причем соотношение ингредиентов следующее, вес.З:

Полиакриламид 2-3

Хлорид натрия или хлорид калия, или хлорид аммония 10-20

Гидроксид натрия или гидроксид калия, или гидроксид аммония 0 5-1,5

30 Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Паус К.Ф. Буровые растворы,М., Недра, 1973, с. 83-84.

35 2. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. N. Недра, 1972, с. 196 (прототип).