SU1632968A1 - Способ получени реагента дл безглинистых буровых растворов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и предназначено дл  обработки буровых растворов, используемых при бурении геологоразведочных скважин . Цель - улучшение качества реагента за счет повышени  его флокулирующей и ингибирующей способности. Осуществл ют приготовление сухой смеси полиакриламида и неорганического электролита с последующим ее дезинтегрированием при частоте вращени  роторов 6000-12000 . При этом в качестве неорганического электролита используют сульфат или хлорид алюмини -кали  в кол-ве от 0,25 до 3,0 мае.ч. неорганического электролита на 1 мае,ч. полиакриламида. При приготовлении реагента смесь полиак- риламида сухого и соли алюмини  в сухом твердом виде при соотношении 0,06-0,1 перемешивают в дезинтеграторе типа Д-73, имеющем 4-р дные про- тивоположно вращающиес  роторы. Использование данного реагента позвол ет повысить механическую скорость бурени . 2 табл. е (Л

Description

Изобретение относитс  к бурению скважин, в частности к способам получени  реагентов дл  обработки буровых растворов, используемых при бурении геологоразведочных скважин.

Цель изобретени  - улучшение ка- чества реагента за счет повышени  его флокулирующей и ингибирующей способности .

Способ заключаетс  в дезинтегратор- ной обработке при частоте вращени  роторов 6000-12000 предварительно приготовленной сухой смеси поли- акриламида и сульфата или хлорида алюмини  или сульфата алюмини -кали  в количестве 0,25-3,0 мае.ч, неорганического электролита на 1 мае.ч. полиакриламида.

В табл„1 приведены результаты испытани  реагента в сравнении с известными , в табл.2 - данные по обработке

различных типов промывочных жидкостей реагентами.

Способ осуществл ют следующим образомо

Смесь полиакриламида (ПАА) сухого и соли алюмини  в сухом твердом виде при указанном соотношении перемешивают в однократном цикле, что составл ет 0,06-0,1 с, в дезинтеграторе типа Д-73, имеющем 4-р дные противоположно вращающиес  роторы, при частоте вращени  6000-12000 мин Способ может быть реализован также на других типах дезинтеграторов дл  твердых дисперсных материалов, об ее- печивающих необходимую частоту вращени  роторов, т„е. соответствующую энергию физико-механической активации исходных компонентов.

Дл  осуществлени  способа достаточ на влажность исходных ингредиентов, обусловленна  соответствующими ГОСТами или ТУ. Например, дл  ПАА она находитс  в пределах 10-15 мас.%, сульфата алюмини  - до 1,5-2,0 мас.%, хлорида алюмини  3,0 мас.% и алюмока- лиевых квасцов 4,0 мас.%.

Пример. Смесь, содержащую . 25 г полиакриламида и 75 г сульфата алюмини , загружают в дезинтегратор Д-73 и перемешивают при частоте вращени  роторов 12«103 мин (реагент 1, табл.1) .

Положительный эффект способа достигаетс  в интервале частоты вращени  роторов дезинтегратора (6-12)- 103 мин так как при меньшей частоте вращени  (реагент 6) и, соответственно, низкой энергии активации конечный продукт получаетс  неоднородным. При большей частоте вращени  (реагент 7) в результате локального перегрева и полной деструкции полимера с последующей жесткой сшивкой получают плохо растворимый продукт, содержащий спекшиес  куски. Рациональным соотношением полимера и соли алюмини   вл етс  1:(0,25-3,0), что соответствует содержанию ингредиентов, мас.%: полиакриламид 25-80; соль алюмини  25-75. При большем соотношении (реагенты 8 и 17) резко ухудшаетс  качество реагента, в том числе ингиби- рующие и флокулирующие свойства. При меньшем соотношении (реагенты 9, 13 и 18) качество реагента также ухудшаетс  за счет снижени  флокулирующих

0

5

5

0

и консолидирующих свойств. Опыты 23- 30 (табл.) указывают на про вление при осуществлении способа сверхсуммарного эффекта.

Раздельна  дезинтеграторна  активаци  ПАА и сульфата алюмини  (реагенты 24 и 26) практически не измен ет их ингибирующие и флокулирующие свойства по сравнению с исходными реагентами (реагенты 23 и 25). Композиции комплексного реагента (реагенты 27 и 28), включающие один из ингре-- диентов, прошедших активацию, по своим параметрам отличаютс  незначительно и имеют величины значительно ниже предлагаемого реагента (реагент 29) при равных концентраци х компонентов и количестве введени  в безглинистуто промывочную жидкость. Огенка эффективности и качества реагента осуществл етс  измерением технологических параметров 0,5%-ного раствора в лабораторных услови х. Условную в зкость (УВ), показатель фильтрации (В) и статическое напр жение сдвига (СНС{/{0) определ ли по известным методикам „

Ингибирующие свойства оценивают коэффициентами набухани  бентонита по формулам:

К

К - Н. Kl m

35

тт - RZ W - ,

1

40

45

Ю

55

Г

где К. - степень набухани , показывающа  во сколько раз увеличиваетс  объем сухих частиц глины (бентонита); К. - показатель набухани , показывающий объем жидкости, поглощаемой единицей массы глинистых частиц, см3/г; W - показатель интенсивности на- „бухани  см3/г4ч;

V - объем св занной жидкости, л(

см3;

V0 - объем сухой пробы, см3;

m - масса сухой пробы, г; с - врем  набухани , ч. Ингибирующие свойства оценивают также способностью консолидировать (закрепл ть) разрушенные и слабосв занные породы критерием Р по следующей методике о Навеску раздробленного до фракции 0,3-0,4 мм керна горных пород объемом 20 см3 смачивают 5 см3 промывочной жидкости испытуемого соетава„ Затем формируют цилиндрический образец площадью 4,9 см2 (высота

3,8 см) и определ ют предел его прочности на сжатие Р (Па) из выражени 

где F - нагрузка разрушени , Hj S - площадь образца, м2.

Флокулирующие свойства определ ют по следующей методике. В стекл нный цилиндр объемом 100 см3 заливают 50 см3 бентонитовой суспензии (4,0 мас.% сухого бентонита) и доливают 50 см3 исследуемого бурового раствора Содержимое цилиндра встр хивают в течение 50 с, а затем определ ют врем  осветлени  (мин) 50% объема смеси.

В табЛо2 приведены свойства трех типов промывочных жидкостей, обработанных реагентами 2511 и 15(табл.1 в сравнении с известными, в том числе силикатной безглинистой, низкотем пературостойкой и алюмополимерной промывочной жидкости соответственно.

Как следует из данных табл.1 и 2 реагент, полученный по предлагаемому способу, по сравнению с известными способами характеризуетс  улучшенным качеством при меньшем расходе на обработку различных типов буровых растворов. При этом отмечаетс  повышение ингибирующих свойств, т.е. уменьшение коэффициентов и интенсивности набухани  (К, К и W) по средним значени м в 1,39, 1,5 и 1,64 раза соответственно. Консолидирующие свойства (Р) возрастают в 1,3 раза, а флокулирующие свойства - до 23,8

32968

|

10

раза. .Оптимальной концентрацией реагента по предлагаемому способу в различных типах промывочных жидкостей  вл етс  0,25-0,5 мас.%, а дл  известного реагента 0,5-1,0 мас.%. Предлагаемый реагент в отличие от известного представл ет собой водорастворимый порошкообразный реагент , незамерзающий при отрицательных температурах и обеспечивающий удобство транспортировани  и минимальные затраты на хранение. Применение реагента позвол ет повысить ме , г ханическую скорость бурени  за счет уменьшени  концентрации твердой фазы в буровых растворах путем интенсивной флокул ции и ускоренного осаждени  частиц, предупреждени  их диспер20 гировани  и накоплени  в циркулирующем буровом растворе в процессе бурени  о

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   25

   Способ получени  реагента дл  безглинистых буровых растворов включающий приготовление сухой смеси по- лиакриламида и неорганического элект- 3Q ролита с последующим ее дезинтегрированием при частоте вращени  роторов 6000-12000 , отличаю- щ и и с   тем, что. с целью улучшени  качества реагента за счет повышени  его флокулирующей и ингибирую- щей способности, в качестве неорганического электролита он содержит сульфат или хлорид алюмини  или сульфат алюмини -кали  в количестве 0,25- 3,0 маСоЧ. неорганического электролита на 1 мае.ч, полиакриламида,

   Т а б л н ц л 1

   35

   40

   Продолжение табл.1

   Продолжение табл.2

   ВизкотитературостоЯка  промывочна  жидкость (рН 7)

   Pcareer 20 ЯаОН Карбамид Вода

   0,5 0,1 15,0 Остал - , вое

   217,0О/О1,03 0,40 0,166,7

   15.0