Реагент для обработки буровых растворов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТЬРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»998485

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03,02. 81 (21) 3242722/23-03

И11И.Ка. с присоединением заявки Нов (23) С 09 К 7/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 2302.83. Бюллетень Йо 7 (ЩУДК 622.243 °. 444 (088. 8) Дата опубликования описания 2302ЯЗ (72) Авторы изобретения

И. IO. Хари в и Л. И. С ивец (71) Заявитель (54) РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ.

Поставленная цель достигается тем, что реагент содержит нитролотрнметилфосфоновую кислоту при следу,ющем соотношении ингредиентов, мас.В:

Полиакрилнитрил 5-20 Целочь, например едкий натрий, едкий калий 4-8

Нитрилотриметилфосфоновая кислота или ее соли 0,5-25

Вода Остальное

Реагент может быть получен также в сухом виде.

Нитрилотриметилфосфоновая кнслота имеет формулу

Молекулярный вес 299,06, т.пл.208210о 8, оС

Нитрилотриметилфосфоновую кислоту выпускает Чебоксарский химкомбинат.

Технология получения жидкого реагента.

В емкость заливают 0,5 м 8-16%-ного водного раствора щелочи (едкого

Изобретение относится к технологии бурения скважин на нефть и газ, в частности к химическим реагеитам для обработки буровых растворов.

Известны реагенты на основе акриловых полимеров для обработки буровых растворов 1).

Однако, улучшая одни показатели буровых растворов, они отрицательно сказываются на других.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является реагент для обработки буровых растворов, содержащий полиакрилнитрил, щелочь и воду.

Гипан представляет собой линейный полимер с большой длиной молекулы, содержащий, %: полинака 4,3, щелочи 3,1, воды до 5,6 % полинака 32,6, щелочи 4 и воды 90,4 (2). )

Недостатком известного реагента является инактивация его стабилизирующих свойств в минерализованных растворах. Для снижения водоотдачи до значений, приемлемых для бурения, добавки гипана в минерализованных растворах увеличивают до 2-3 мас.Ъ (на сухое вещество) от объема раствора.

Цель изобретения - понижение водоотдачи растворов.

«0Н

СН -Р» 0Н

P — СН М -ОИ

0H СН -РОН

998485

Показатели раствора

Водоотдач а, см

Статическое напряжение сдвига

Вязкость, с

Плотность г/см

Состав раствора при 20 С при

140 С

22/41 40

Более

1i03

58/93 21

1,03

23

23/39

1,03 59

21/42

46

1,03

16/25

1,03 39 .

14/24

1,03 35 натра, едкого калия), добавляют 50200 кг полиакрилнитрила, 5-250 кг нитрилотриметилфосфоновой кислоты или ее солей и доводят объем водой до 1 м . Состав при перемешивании на3 гревают до 96-100 С н перемешивают в течение 3-5 ч до получения однородной вязкой жидкости. Сушку реагента производят перегретым воздухом или другими известными методами.

Проверка эффективности проводилась на пресном,минерализованных, эмульсионных и безглинистых растворах. Оценка эффективности производилась составами, содержащими гипан и

К-4. Эа критерий оценки принимались 15 показатели водоотдачи.

Результаты приведены в таблице. .Вместо полиакрилнитрила могут использоваться побочные продукты химиЭмульсионный раствор 5% бентонита + 15% нефти +

+ 80% воды

Эмульсионный раствор + 3%, гипана

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 4% полиакрилнитрила, +6% йаоН + 10% нитрилотриметилфосфоновой кисло.ты + 80% воды

Эмульсионный раствор +

+,3% реагента, содержащего 5% полиакрилнитрила,+6% NaOH +

+ 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 79% воды

Эмульсионный раствор % 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 6% NaOH+

+10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 74% воды

Эмульсионный раствор + 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 6% йаОН .+ 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 64% воды ческой и легкой промлаленностей, содержащие полиакрилнитрил. В условиях. нефтегазоразведочных экспедиций и буровых вместо полиакрилнитрила и щелочи может использоваться гидролизован ный полиакрилнитрил — гипан.

Как видно из таблицы, оптимальный состав реагента содержит 5-20% полиакрилнитрила, 4-8% щелочи, 0,5-25% нитрилотриметилфосфоновой кислоты или ее солей и воду.

Внедрение изобретения позволяет улучшить качество буровых растворов, уменьшить их стоимость, предотвратить диспергирование в растворе частиц выбуренных пород и обогащение ими раствора, что улучшит условия работы долот и повысит механическую скорость бурения.

998485

Покаэатели раствора доотдача см%

Вяэ- Статикость, ческое с напряжение сдвига

Плотность, г/см при 20 С при

140ОС

1,03 60 25/40 24

1 03 47

20/36 10

1,03 40 17/32 6

1,03 41 24/51 16

30/49 40

1,03

Более

25

26/39

1,03

11/19 6

1,03

Состав раствора

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего

25% полиакрилнитрила, +6% йаОН + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 59% воды

Эмульснонный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилньтрила, + 3% NaOH + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 77% води

Эмульснонный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 4% NaOH + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 76% воды

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 8% йаОН + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 72% води

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 10% NaOH + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 70% воды

Эмульсионный раствор +

+3% реагента, содержащего

10% полиакрилнитрила, +6% йаОН + 0,25% нитрилотриметилфосфоновой кислоты +

+ 83,75% воды

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полнакрилнитрила, + 6% NanH + 0,5% нитрилотрнметилфосфоновой кислоты + 83,5% воды

Эмульсионный раетвор +

+ 3% реагента, содержащего l 0% полнакрилнитрила, + 6% йаОН + 25% нитрилотриметнлфосфоновой кислоты + 59% воды

1,03 39 16/30

Продолжение таблищ1

998485

Статическое напряжение сдвига

Вязкость | с

Плотность

r/ñì 3

1,03

12/25

1,03 46

20/47

16/38 6

1,03 45

1,03 41

11/32

Более

40

18/34

1,18

9/22

36

1,17

40 9/20

1,17

1 5

40 9/20

1,17

Состав раствора

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 6% ИаОН + 30% нитрилотриметилфосфоновой кислоты +54% воды

Эмульсионный раствор + реагента, содержащего 20% полиакрил.нитрила, + 6% КОН + 10% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 64% воды

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 10% натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 80% воды

Эмульсионный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 10% полиакрилнитрила, + 10% ка"невой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 80% воды

Безглинистый раствор:

20% порошкообразного мела + 5% жидкого стекла +

+ 3% СМАДа + 72% воды

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 5% полиакрилнитрила, + 4% КаОН + 0,5% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 90,5% воды

Гезгпинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% NaOH + 25% нитрнлотриметилфосфоновой кислоты + 47% воды

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 5% полиакрилнитрила, + 4% КОН + 0,5 нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 90,5% воды

Продолжение таблицы

Показатели раствора

Водоотдача, см при 20 С при

140 С

998485

Продолжение таблицы

Показатели раствора

Водоотдача, смз

Состав раствора

Статическое напряжение сдвига

Вязкость, с

Плотность,,/смз при 20 С при

140 С

9/17

1,17

8/17

1,17 40

Более

39/74 23

1,17

8/21

40 .!

1,17

1 17 40 9/21

40 8/22

1 17

Ингибированный раствор:

5% бентонита + 5% хлористого калия + 90% воды 1,05 23

12/18 40

1, 05 31 9/14

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% КОН + 25% нитрилотриметилфосфоновой кислоты +,47% воды

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% КОН + 25% натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты +

+ 47% воды

Без глинистый раствор +

+ 3 % реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, +8% NaoH + 25% калиевой соли нитрилометилфосфоновой кислоты + 47% воды

Безглинистый раствор +

+ 3% гипана

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана,+ 20% нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Беэглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кис лоты

Безглинистый раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% калиевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Ингибированный раствор

3% реагента, содержацего 5% полиакрилнитрича, + 4% йаОН + 0,5%

«итрилотрнметнлфосфонозой кислоты + 90,5% воды

1 17 9/19.

998485

Показатели раствора

Статическое напряжение сдвига

Плотность, r/ca< 3

Вязкость, с

10/15

1,05 37

7/10

1,05

8/12

1,05

32 6/10

1,05

6/9

1,05 30

1 05 51

Более

26

28/51

О/5

1,05 26

Состав раствора

Ингибированный раствор

+3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% hlaOH + 25% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 47% воды

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 5% полиакрилнитрила, + 4% KOH + 0,5% нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 90,5% воды

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% KOH + 25% нитрилотриметилфосфоновой кислоты +

+ 47% воды

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% KOH + 25% натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты +

+ 47% воды

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 20% полиакрилнитрила, + 8% NaOH + 25% калиевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты + 47% воды

Ингибированный раствор +

+ 3% гипана

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% натриевой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты

Ингибированный раствор +

+ 3% реагента, содержащего 80% гипана, + 20% кали/ евой соли нитрилотриметилфосфоновой кислоты

1,05 26 О/6

1,05 27 1/5

Продолжение таблицы

Водоотдача, сМ3 при 20 С при

140 С

998485

Нитрилотриметилфосфоновая кислота

Вода

5 0-25

Остальное

Составитель A. Балуева

Редактор Г.Безвершенко Техред Е,Харитончик Корректор.М,демчик.Заказ 1070/44 Тираж б37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Реагент для обработки буровых растворов, содержащий полиакрилнитрил, щелочь и воду, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью понижения водоотдачи растворов, он содержит нитрилотриметилфосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%г

Полиакрилнитрил 5,0-20,0

Щелочь 4,0-8,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кнстер 3.Г. Химическая обработка буровых растворов. М., "Недра", 1972, с. 190-198.

2. Паус К.Ф. Буровые растворы.

М., 1973, с. 83.