Композиция для пеногашения и способ ее получения

 

Союз Советских

Соцнелнстнческнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«н971865 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.07.80 (21) 2956281/23-03 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 07.11.82.Бюллетень Hо 41

Дата опубликования описания 07. 11,82 (g q j М. Кл.

С 09 К 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3} УДК б 22. 243.

144(088.8) (72) Авторы изобретения

О.A. Морозов, А.A. Анисимов и B.М. Новоселов

Коми филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПЕНОГАШЕНИЯ

И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Кремнийорганическая жидкость

Жидкое стекло

Соль многовалентного металла

10-40

50-70

10--20

Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к пеногасителям для обработки буровых растворов.

Известно большое количество пеногасителей для буровых растворов и способов их получения, например сивушное масло, синтетические жирные кислоты, отходы маслозаводов, резиновая крошка, полиметилсилоксан (ПМС ) и др.

Однако многообразие факторов, влияющих на пенообразование и пеногашение в буровых растворах, не позволяет применить какой-либо один реагент как универсальный для всех буровых растворов. Кроме того, пеногасители характеризуются недостаточно определенным и непостоянным составом так как почти все они являю/ тся продуктами отходов каких-либо производств, что сказывается на стабильности их действия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является композиция для пеногашения, содержащая кремнийорганическую жидкость и соль многовалентного металла.

Однако и этот пеногаситель также обладает узкой специфичностью и низкой эффект .вность. Кроме того, он является дорогостоящим и дефицитным продуктом.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ получения композиции для пеногашения включающий перемешивание компонентов

I отделение жидкости от осадка, суш10 ку и измель ени

Недостатком этого способа является высокая влажность получаемого продук- та (до 60%) .

Цель изобретения — повышение эффективности пеногашения в пресных и минерализованных растворах.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для пеногашения дополнительно содержит жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Кроме того, в качестве кремнийорганической жидкости композиция содержит водноспиртовые растворы силиконатов натрия, например ГКЖ-10, ГКЖ-11.

Согласно способу получения композиции, включающему перемешивание компонентов, отделение жидкости от осадка, сушку и иэмельчение, сначала готовят смесь жидкого стекла и кремнийорганической жидкости, в которую вводят соль многовалентного металла, причем сушку ведут при 100-150 С 2,5-3,3 ч, Новую композицию получают в емкости, снабженной мешалкой. Все компоненты при непрерывном перемешивании последовательно загружают в ем кость, при этом первоначально смешивают жидкое стекло и кремнийорганическую жидкость. Добавление соли многоналентного металла к смеси жидкого стекла и кремнийорганической жидкости приводит к выпадению осадка.

После отделения фильтрованием, центрифугированием или декантацией жидкости от осадка последний высушивают при 100-150 С 2,5-3,5 ч и разрыхляют.

Режим сушки предлагаемой композиции выбран по следующим соображениям.

Чтобы химическая реакция между компонентами смеси произошла до конца необходимо полностью удалить воду иэ полученной композиции. Это достигается только при температуре испарения воды, т.е. при 100 С (нижний предел) . Верхний предел ныбран о на том основании, что выше 150 С может происходить частичная деструкция кремнийорганических соединений, что приводит к снижению эффективности действия пеногасителя и скорости его сушки при различных температурах. При 100 С время сушки 3,5 ч, О при 150О С вЂ” 2 5 ч.

Способ получения новой компози; сии для пеногашения осуществляется следующим образом.

Пример 1. В емкость объемом

5 л, снабженную механической мешалкой, заливают 2,8-3 л ноды и при непрерывном перемешивании добавляют 100 r ГКЖ-10 и 700 r жидкого стекла. После перемешивания в течение 5-10 мин н смесь добавляют

200 г CaC, что приводит к образованию суспензии, которую интенсивно перемешивают 20-30 мин. После перемешинания суспенэию переносят на вакуум-фильтр и отделяют жидкую фазу. Полученный на фильтре осадок помещают в сушильный шкаф и выдерживают в нем 2,5 ч при 150 С. Посо ле этого высушенный осадок тщательно разрыхляют в шаровой мельнице. Из полученного высокодисперсного порошка готовят ЗЪ-ную суспензию его н

2О

ЗО

40 дизельном топливе, Полученной суспенэией обрабатывают глинистый раствор, который предварительно нспенивают добавкой 5Ъ-ной порошкообраэной

ECCH. При добавлении н раствор

0,1 вес.Ъ пеногасителя {в пересчете на твердое вещество) пена н растворе исчезает.

П р и .i е р 2. Указанным выше способом готовят пеногаситель состава, Ъ: ГКЖ 25, жидкое стекло 60, СаС К<1 который высушивают при

125 С 3 ч. Добавление его но вспененный глинистый раствор в количестве 0,07Ъ приводит к исчезновению пены.

Пример 3. Укаэанным выше способом готовят пеногаситель состава, Ъ: ГКЖ 40, жидкое стекло 50, CaC gq 10, который высушивают при

100ОС 3,5 ч. Добавление его во вспененный глинистый раствор н количестве 0,02Ъ приводит к исчезновению пены.

Пример 4, Указанным выше способом готовят пеногаситель состава, Ъ: ГКЖ 25, жидкое стекло 60, НОС 15, который нысушивают при

125 С 3 ч. Добавление его но вспененный глинистый раствор в количестве 0,1Ъ приводит к исчезновению пены.

Пример 5. Указанным выше способом готовят пеногаситель состава, Ъ: ГКЖ 25, жидкое стекло 60, FeС Ы 15, который высушивают при

125ОС 3 ч. Добавление его но вспе- ненную суспензию в количестве 0,1Ъ приводит к исчезновению пены.

Введение пеногасителя н буровой раствор осуществляют, например, следующим способом.

В 1 л жидкого нефтепродукта дизтоплива ) добавляют 20-50 r пеногасителя. Суспензию перемешивают 3-5 мин и добавляют ее в обрабатываемый буровой раствор иэ расчета 0,02-0,1Ъ твердого пеногасителя к объему раствора. Так, при обработке 1 л бурового раствора добавляют, например

10-50 мл 2Ъ-ной суспензии, или

4-20 мл 5Ъ-ной суспензии пеногасителя н нефтепродукте. Содержание композиции пеногасителя н буровом растворе в количестве меньшем, чем 0,02Ъ недостаточно для полного пеногашения, а так как содержание пеногасителя в количестве

0,1Ъ полностью предотвращает пенообразование раствора, то дальнейшее увеличение его в растворе не имеет смысла. Введение в буровой раствор композиции в виде 1Ъ-ной суспенэин и меньше возможно, но повышается расход нефтепродукта на обработку раствора, что технологически и экономически нецелесообразно. При уне971865

Т а б л и ц а 1,Уд.вес глинистого раствора до пеногашения, г/см

Добавка предлагаемой композиции состава, Ъ:

ГКЖ 25 жидкое стекло 60, СаСF 15, %

Уд. вес глинистого раствора после пеногашения, г/см 3

КССБ

Сульфонол

0,95

1,02

0,80

0,01

0,03

5,0

0,80

0,80

0,80

0,95

1,05

1,05

0,07

0,08

0,80

0,10 личении концентрации суспензии (6Ъ и выше) в суспензии начинают протекать процессы коагуляции (слипание) частиц пеногасителя, что приводит к повышенному расходу его на пеногашение.

Примеры введения новой композиции в буровые растворы.

Пример 1. Пресный глинистый раствор (уд.вес. 1,05 г/cM ) обра3 батывают 5%-ной порошкообраэной КССБ. 1О

Образовавшаяся в растворе лена снижает его уд. вес. до О, 8 г/GM 3. Пеногашение производят путем введения

0, 1 нес, Ъ. пеногасителч состава, Ъ:

ГКЖ 10, жидкое стекло 70, Са C 2 20 15 в виде 2%-ной суспензии его в дизтопливе. После дегазации уд..вес. раствора — 1,05 г/см3.

Пример 2. Пресный глинистый раствор (уд.вес. 1,05 г/cM ) 2О

3 обрабатывают 5Ъ-ной порошкообразной

КССБ. Образовавшаяся в растворе пе-> на снижает его уд. вес. до 0,8 г/см.

Пеногашение производят путем введения 0,07 вес.Ъ пеногасителя состава, 25

Ъг ГКЖ 25, жидкое стекло 60, СаС р

15 — в виде 3,5%-ной суспензии его в дизтопливе. После дегазации уд.вес раствора — 1,05 г/см..

Пример 3. Пресный глинистый раствор (уд.вес. 1,05 г/см ) обраба3 тывают 5Ъ-ной порошкообразной КССБ. Образовавшаяся в растворе пена сни жает его уд. вес до 0,8 г/cM . Пено гашение производят путем введения

0,02 вес.% пеногасителя состава, %:

ГКЖ 40, жидкое стекло 50, СаС К 10, в виде 5Ъ-ной суспензии его в дизтопливе. После дегазации уд.вес раствора — 1,05 г/см

Ъ

Пример 4. Минерализованный > 4О глинистый раствор (уд. вес. 1, 06 г/см обрабатывают 5%-ной порошкообразной КССБ. Образовавшаяся в растворе пена снижает его уд. вес до 0,68 r/см

Пеногашение производят путем введения45

Добавка к глинистому раствору, 0,08 вес.Ъ пеногасителя состава, Ъ:

ГКЖ 25, жидков стекло 60, CaC t 15 н виде 5%-ной суспензии его в диатопливе. После дегаэации уд. вес раствора становится 1,06 г/см

Пример 5. Минералиэованный глинистый раствор (уд.вес. 1,06 r/cM 3 обрабатывают 5%-ной порошкообраэной КССБ и 5%-ным порошкообраэным сульфонолом. Образовавшаяся пена снижает его уд. вес до 0,57 г/см

Пеногашение производят путем введения 0,1 вес.Ъ пеногасителя состава, Ъ: ГКЖ 25, жидкое стекло 60, СаС!

15 в виде 5Ъ-ной суспензии его в диэтопливе. После дегазации уд.вес. раствора становится 1,06 г/см

Пример б. Минерализонанный глинистый раствор (уд.вес.

1,06 г/см3) обрабатывают 5Ъ-ной порошкообразной КССБ и 0,5Ъ-ным порошкообразным сульфонолом. Образовавшаяся пена снижает его уд.вес, до 0,57 г/см . Пеногашение проводят. путем введения 0,1 вес.Ъ пеногасителя состава, Ъ: ГКЖ 25, жидкое стекло 60, MgC(z 15 в виде 5Ъ-ной суспензии его в дизельном топливе.

После дегазации уд. нес раствора становится 1,06 г/см 3.

Сравнительная эффективность пеногашения предлагаемой композиции представлена в табл . 1.

Сравнительная эффективность пеногашения предлагаемой композиции на основе ГКЖ-11 и Г10,"-10 при введении ее в буровой раствор в виде суспензии керосина и бензина представлена н табл. 2.

Использование новой композиции для пеногашения обеспечивает по сравнению с известной малый расход композиции для пеногашения, эффективную дегазацию бурового раствора, практическое отсутствие изменения технологических параметров бурового раствора.

971865

Продолжение табл 1

- Добавка предлагаемой композиции состава, Ъ:

ГКЖ 25, жидкое стекло 60

СаСР> 15,%,Добавка к глинистому раствору, %

С а С 2

Сульфон

КССБ

0,80

1,00

1,06

2ФО

5,0

0,68

0,68

0,68

0,68

1,06

0,68

1,06

0,57

0,57

2,0

0,5

5,0

0,05

0,70

0,90

0,08

0 57

0,10

0,11

0,12

1,06

0,57

0,57

1,06

1,06

П р и м е ч а н и е. Уд. вес исходных растворов до вспенивания 1,051, Об г/см .

Таблица2

Уд. вес глинистого раствора после пеногашения, г/см3

Добавка предлагаемой композиции, Ъ

Уд.вес глинистого раствора до пеногашения, г/см

Состав композиции для введения ее в буровой раствор

Пеногаситель на основе ГКЖ-10 + керосин (953) 0,70

0,95

0 05

0,57

0,08

0,11

0,57

0,57

1,06

0,65

0Ä90

0,05

0,57

0,57

0,57

Пеногаситель на основе ГКЖ-10 + бензин (95% ) 0,08

1,05

0,13

Пеногаситель на основе ГКЖ-11 состава, : ГКЖ-11 25, жидкое стекло 60, СаСt1 15

0,05

0,08

О, l2

0,07

0,09

0,57

0 57

0,57

1,05 (Состав пеногасителя: 53 композиции + 95% диэтоплива) 3()

Уд. вес исходных глинистых растворов до вспенивания 1, 05-1, 06 г/см

Растворы обработаны: КССБ 5%, Ca C l 2В, сульфонола О, 5 .

Формула изобретения -. что, с целью повышения эффективности пеногашения в пресных и минералиэованных буровых растворах, она дополнительно содержит жидкое стекло при следующем соотношении компоненфЯ тов, вес.Ъ:

1. Композиция для пеногашения, содержащая кремнийорганическую жидкость и соль многовалентного металла, отличающаяся тем, Уд. вес.гли нистого раствора до пеногашения, г/см

0,03

0 05

0,08

0,09

0,10

Уд. вес глинистого раствора после пеногашения, r/ñì

971865

Кремнийорганическая жидкость

Жидкое стекло

Соль многовалентного металла

10-40

50-70

10-20

Составитель A. Балуева

Редактор Т. Митрович Техред T.Èàòo÷êà Корректор С. Шекмар

Заказ 8475/8 Тираж бб1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

2. Композиция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве кремнийорганической жидкости она содержит водно-спиртовые растворы силиконатов натрия, например ГКЖ-10, ГКЖ-11.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве солей металлов композиция содержит водно-растворимые соли многовалентных металлов, например CaС Fz, MgC g<, AйС Eq, FeC E

4. Способ получения композиции для пеногашения, включающий перемешивание компонентов, отделение жидкости от осадка, сушку и измельчение, отличающийся тем, что сначала готовят смесь жид о кого стекла и кремнийорганической жидкости, в которую вводят соль многовалентного металла, причем сушку ведут при 100-150 С 2,5-3,5 ч.