RU2748794C1 - Утяжелитель для обработки буровых растворов - Google Patents
Утяжелитель для обработки буровых растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748794C1 RU2748794C1 RU2020143542A RU2020143542A RU2748794C1 RU 2748794 C1 RU2748794 C1 RU 2748794C1 RU 2020143542 A RU2020143542 A RU 2020143542A RU 2020143542 A RU2020143542 A RU 2020143542A RU 2748794 C1 RU2748794 C1 RU 2748794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ash
- barite
- iron
- slag waste
- weighting agent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/032—Inorganic additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей буровых растворов, в том числе сверхтяжелых, предназначенных для бурения в условиях аномально высоких пластовых давлений, а также при проявлении сероводорода. Технический результат - снижение абразивности и пониженная магнитная восприимчивость получаемого утяжелителя. Утяжелитель для обработки буровых растворов содержит барит, получаемый гравитационными методами, и железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный железосодержащий концентрат 40–60; указанный барит 40–60. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к технологии бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для приготовления утяжелителей буровых растворов, в том числе сверхтяжелых, предназначенных для бурения в условиях аномально высоких пластовых давлений, а также при проявлении сероводорода.
Изобретение относится к двум направлениям:
1. Приоритетное направление развития науки и технологий как «Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов»;
2. Направление бурения нефтяных и газовых скважин в условиях аномально высоких пластовых давлений, а также при проявлении сероводорода;
Известен утяжелитель для обработки буровых растворов (SU № 1213060, МПК C09K007/04, опубликовано 23.02.1986). Утяжелитель содержит искусственную смесь баритового и магнетитового концентратов.
Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом являются компоненты: баритовый и магнетитовый концентраты.
Недостатками аналога являются: применение магнетитового концентрата природного происхождения с достаточно высокой абразивностью, а для снижения абразивности применяется флотационный барит, снижающий утяжеляющую способность, объясняемую наличием высокого содержания водорастворимых солей кальция, а также сложность регулирования плотности бурового раствора из-за несоответствия расчетных и фактических данных.
За прототип принят утяжелитель для обработки буровых растворов (RU № 2251565, МПК C09K007/04, опубликовано 10.05.2005). Утяжелитель содержит искусственную смесь флотационного баритового и магнетитового концентратов, а также дополнительно содержит триполифосфат натрия.
Общими признаками заявляемого изобретения с аналогом являются компоненты: баритовый и магнетитовый концентраты.
Недостатками прототипа являются: применение магнетита природного происхождения с достаточно высокой абразивностью, для снижения которой применяется барит, получаемый флотационным методом, что, в свою очередь, требует дополнительно применять триполифосфат натрия для уменьшения содержания водорастворимых солей кальция.
Задача заявляемого изобретения заключается в создании утяжелителя для буровых растворов на основе железосодержащего концентрата, получаемого магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО тепловых электростанций, обладающего пониженной абразивностью и пониженной магнитной восприимчивостью.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении абразивности и пониженной магнитной восприимчивости получаемого утяжелителя.
Технический результат достигается тем, что утяжелитель для обработки буровых растворов, включающий барит, согласно изобретению, содержит барит, получаемый гравитационными методами, и дополнительно - железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными
методами из золошлаковых отходов ЗШО, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
указанный железосодержащий концентрат 40–60
указанный барит 40–60.
Технический результат достигается использованием железосодержащего концентрата, получаемого магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО и барита, получаемого гравитационными методами.
Отличием заявляемой смеси от прототипа является, то, что в качестве барита, сохраняющего вязкость раствора, используют барит, получаемый гравитационными методами, а взамен магнетита природного происхождения используют железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, в заявляемом соотношении компонентов, что доказывает новизну заявляемой смеси.
Железосодержащий концентрат, содержит следующие соединения: FeO·Fe2O3(≈60%), SiO2 (≈23%), Al2O3 (≈9%) и CaO (≈2,1%). Гравитационный барит содержит: BaSO4 (≈88%), водорастворимые соли (≈0,35%), что сохраняет вязкость раствора и повышает утяжеляющую способность за счет низкого содержания водорастворимых солей кальция.
Таким образом, известные ингредиенты (железосодержащий концентрат из ЗШО и гравитационный барит) в заявляемой смеси в новой совокупности признаков обеспечивают снижение абразивности и снижение магнитной восприимчивости, что свидетельствует о новом, неизвестном из уровня техники механизме влияния признаков на достигаемый технический результат, что в свою очередь свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Смесь получают следующим образом. Железосодержащий концентрат извлекают из ЗШО магнитно-сепарационными методами; баритовый концентрат получают гравитационными методами; ингредиенты смешивают до однородной консистенции, затем полученный продукт сушат в муфельной печи при температуре 600-700°С в течение 2 мин в соответствии с заводской технологией сушки утяжелителей.
Соотношение ингредиентов для получения смеси берут в соответствии с заявляемым соотношением компонентов, мас.%:
железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО 40–60;
баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами 40–60.
Изобретение поясняется примерами.
Пример 1. Ингредиенты (железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, и баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами) смешивают в следующем соотношении: железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами, соответственно 40 мас.% и 60 мас.% до однородной консистенции, затем измеряют магнитную восприимчивость. После оценивают абразивные свойства утяжелителя. Абразивность измеряется методом стального кольца по скорости изнашивания металлических колец из стали 45 в среде водной суспензии утяжелителя с концентрацией 30%. Уменьшение веса кольца за 1 час характеризует абразивный износ стали в данной среде. Показатели полученного утяжелителя приведены в табл.1, опыт 9.
Пример 2. Ингредиенты (железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, и баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами) смешивают в следующем соотношении: железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами, соответственно 50 мас.% и 50 мас. % до однородной консистенции. Магнитная восприимчивость и абразивность измеряются аналогично примеру 1. Показатели полученного утяжелителя приведены в табл.1, опыт 8.
Пример 3. Ингредиенты (железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО и баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами) смешивают в следующем соотношении: железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами, соответственно 60 мас.% и 40 мас.% до однородной консистенции. Магнитная восприимчивость и абразивность измеряются аналогично примеру 1. Показатели полученного утяжелителя приведены в табл.1, опыт 7.
В таблице 1 приведены показатели технических характеристик при различных соотношениях компонентов в смеси.
Таблица №1. Технические характеристики утяжелителя
| № опыта |
Состав утяжелителя | Магнитная восприимчивость, б*10-5ед.СИ | Абразивность, P*10-3, г. |
Плотность утяжелителя, с, кг/дм3 |
| 1 | Магнетит природный | 880000 | 18 | 4,98 |
| 2 | Магнетит природный 60%, барит флотационный 40% | 244300 | 10 | 4,71 |
| 3 | Магнетит природный 50%, барит флотационный 50% | 215500 | 9,95 | 4,65 |
| 4 | Магнетит природный 40%, барит флотационный 60% | 199600 | 9,9 | 4,57 |
| 5 | Барит флотационный | -1,8 | 9 | 4,31 |
| 6 | Железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО | 220000 | 4 | 4,5 |
| 7 | Железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО 60%, баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами 40% |
47000 | 5,5 | 4,38 |
| 8 | Железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, 50% , баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами 50% | 39900 | 6 | 4,35 |
| 9 | Железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, 40% , баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами 60% | 35200 | 6,5 | 4,32 |
| 10 | Баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами | - 1,8 | 8 | 4,2 |
Результаты испытаний приведены в табл.1, из которой видно, что абразивность и магнитная восприимчивость утяжелителей (Железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, баритовый концентрат, получаемый гравитационными методами) в соотношении указанных компонентов 40-60 % мас. (опыт 7, 8, 9) ниже, чем у заменяемых смесей.
Снижение абразивности железосодержащего концентрата, получаемого магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, объясняется образованием закругленной формы углов и более гладкой поверхностью частиц, формируемых в процессе оплавления железосодержащих частиц при сжигании угольной пыли в котле тепловой электростанции.
Снижение магнитной восприимчивости железосодержащего концентрата, получаемого магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, объясняется реакцией окисления Fe3O4 под воздействием температур 450-600oC, вследствие чего магнетит переходит в б-Fe2O3, так называемый гематит, который является слабым ферромагнетиком с достаточно низкой магнитной восприимчивостью.
Claims (2)
- Утяжелитель для обработки буровых растворов, включающий барит, отличающийся тем, что содержит барит, получаемый гравитационными методами, и дополнительно железосодержащий концентрат, получаемый магнитно-сепарационными методами из золошлаковых отходов ЗШО, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
указанный железосодержащий концентрат 40–60 указанный барит 40–60
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143542A RU2748794C1 (ru) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Утяжелитель для обработки буровых растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143542A RU2748794C1 (ru) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Утяжелитель для обработки буровых растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748794C1 true RU2748794C1 (ru) | 2021-05-31 |
Family
ID=76301443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020143542A RU2748794C1 (ru) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | Утяжелитель для обработки буровых растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748794C1 (ru) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006468A1 (ru) * | 1981-08-31 | 1983-03-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Способ приготовлени ут желител дл буровых растворов |
| SU1213060A1 (ru) * | 1983-04-14 | 1986-02-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Ут желитель дл обработки буровых растворов |
| RU94027920A (ru) * | 1994-07-27 | 1996-06-10 | АООТ "Качканарский горнообогатительный комбинат" | Утяжелитель для буровых растворов |
| RU2251565C2 (ru) * | 2003-07-28 | 2005-05-10 | Рябоконь Сергей Александрович | Утяжелитель для обработки буровых растворов |
| RU2007122892A (ru) * | 2007-06-18 | 2008-12-27 | Сергей Васильевич Гунин (RU) | Способ получения баритового концентрата, пригодного для использования его как утяжелителя в буровых растворах |
| EA012144B1 (ru) * | 2006-09-11 | 2009-08-28 | Эм-Ай ЭлЭлСи | Утяжелители с покрытием из диспергатора |
| WO2014052324A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Particulate weighting agents comprising removable coatings and methods of using the same |
| RU2535723C1 (ru) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Инвертный эмульсионный раствор на основе минерального масла для вскрытия продуктивных пластов |
| RU2607836C1 (ru) * | 2015-10-06 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик |
-
2020
- 2020-12-29 RU RU2020143542A patent/RU2748794C1/ru active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1006468A1 (ru) * | 1981-08-31 | 1983-03-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Способ приготовлени ут желител дл буровых растворов |
| SU1213060A1 (ru) * | 1983-04-14 | 1986-02-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Ут желитель дл обработки буровых растворов |
| RU94027920A (ru) * | 1994-07-27 | 1996-06-10 | АООТ "Качканарский горнообогатительный комбинат" | Утяжелитель для буровых растворов |
| RU2251565C2 (ru) * | 2003-07-28 | 2005-05-10 | Рябоконь Сергей Александрович | Утяжелитель для обработки буровых растворов |
| EA012144B1 (ru) * | 2006-09-11 | 2009-08-28 | Эм-Ай ЭлЭлСи | Утяжелители с покрытием из диспергатора |
| RU2007122892A (ru) * | 2007-06-18 | 2008-12-27 | Сергей Васильевич Гунин (RU) | Способ получения баритового концентрата, пригодного для использования его как утяжелителя в буровых растворах |
| WO2014052324A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Particulate weighting agents comprising removable coatings and methods of using the same |
| RU2535723C1 (ru) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) | Инвертный эмульсионный раствор на основе минерального масла для вскрытия продуктивных пластов |
| RU2607836C1 (ru) * | 2015-10-06 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Установка по обогащению углесодержащих отходов шахт и обогатительных фабрик |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6796378B2 (en) | Methods of cementing high temperature wells and cement compositions therefor | |
| RU2351559C2 (ru) | Хроматный восстановитель сульфатной дисперсии | |
| US3180748A (en) | High-temperature well cement | |
| Piasta et al. | The effect of sewage sludge ash on properties of cement composites | |
| US4040854A (en) | Methods of using cementing compositions having improved flow properties, containing phosphonobutane tricarboxylic acid | |
| JP6963683B2 (ja) | セメント材およびその製造方法 | |
| CN105754564B (zh) | 一种钻井液用降滤失剂的制备方法 | |
| RU2748794C1 (ru) | Утяжелитель для обработки буровых растворов | |
| CN105935550B (zh) | 酸性气体及重金属的复合处理剂、以及酸性气体及重金属的处理方法 | |
| JP2015098432A (ja) | 固化剤、固形状重金属被汚染物の処理方法及び同方法により得られるセメント固化物 | |
| IE43249B1 (en) | Process for producing weighting agents for drilling fluids | |
| JP2011195399A (ja) | 石炭灰の処理方法 | |
| CN104449569A (zh) | 一种矿粉助磨剂 | |
| RU2527243C1 (ru) | Триботехническая композиция для металлических узлов трения | |
| Ulanovskii et al. | Variation in mineral composition of coal during enrichment and coking | |
| CN116835997B (zh) | 一种制备陶粒滤料的方法 | |
| CN106367153A (zh) | 对煤进行燃烧的方法 | |
| US2790725A (en) | Lowering the viscosity of cement slurry by addition of co2 gas | |
| CN113800832A (zh) | 一种低摩阻高密度水泥浆及其制备方法 | |
| CN117342813A (zh) | 固井水泥浆韧性防腐剂及其制备方法、使用方法和应用 | |
| SU1416441A1 (ru) | Способ получени карбоната кальци | |
| PL216805B1 (pl) | Sposób wykorzystania, w procesach spalania i/lub zgazowania paliw w układzie chemicznej pętli tlenkowej, nieorganicznych frakcji z wód głębinowych lub ścieków zawierających metale przejściowe | |
| CN118026705A (zh) | 一种垃圾焚烧炉用耐侵蚀浇注料及其制备方法 | |
| Reddy | Experimental investigation on strength of concrete by using fly ash and nano-silica as partial replacement to the cement | |
| Sun et al. | The effect of grinding aids on grinding Portland cement with high proportions of slag |