Результат интеллектуальной деятельности: РЕАГЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области составов для нефтяной и газовой промышленности и может быть применено в производстве реагентов для обработки буровых растворов, используемых при бурении нефтяных и газовых скважин. Известен порошкообразный феррохромлигносульфонат, представляющий собой высушенный продукт обработки концентрата сульфитно-дрожжевой барды солями железа и хрома в кислой среде [Кистер ЭТ. Химическая обработка буровых растворов. М.: Недра, 1972, с.147].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является реагент [а.с. СССР №775117. Реагент для обработки буровых растворов. Кл. C09K 7/02. Опубл. 30.10.1980 г. Бюл. №40] для обработки буровых растворов, содержащий феррохромлигносульфонат и фосфорсодержащее соединение, при этом буровой раствор в качестве фосфорсодержащего соединения содержит трибутилфосфат при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Реагент обладает повышенными разжижающими свойствами в минерализованных буровых растворах, дополнительно содержит трибутилфосфат.

Недостатками известных реагентов являются недостаточный эффект разжижения минерализованных растворов и невысокая термостабильность.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение разжижающих свойств реагента в минерализованных буровых растворах, повышение термостабильности и экологической безопасности реагента.

Поставленная задача достигается предлагаемым реагентом для обработки буровых растворов, содержащим феррохромлигносульфонат и фосфорсодержащее соединение, при этом реагент для обработки буровых растворов в качестве фосфорсодержащего соединения содержит полифосфат аммония при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Полифосфат аммония не взаимодействует с солями, поэтому данный реагент эффективно снижает вязкость минерализованных растворов. А также введение полифосфата повышает термостабильность реагента.

Реагент для обработки буровых растворов получают диспергированием расчетного количества порошкообразного полифосфата аммония в жидкой массе готового феррохромлигносульфоната. Для равномерного диспергирования полифосфата аммония указанные компоненты тщательно перемешивают в реакторе якорной мешалкой в течение 1 часа при температуре 60-70°C. Приготовленную массу высушивают в распылительной сушилке с получением целевого продукта.

Реагент согласно изобретению представляет собой порошок. Производство предлагаемого реагента может быть налажено на базе выпускаемых промышленностью лигносульфонатных реагентов (ФХЛС-М, Окзил-с/м) без существенных изменений в технологической схеме.

В последующем при внесении полученного реагента в буровой раствор полифосфат аммония уменьшает водородные связи гидратированных поверхностей частиц полимерного реагента на границе раздела фаз, благодаря этому снижается вязкость буровых растворов.

Для получения реагента в жидкую массу феррохрромлигносульфоната вводят полифосфат аммония при различных соотношениях (таблица 1) с получением реагента с содержанием феррохромлигносульфонат в пределах 93,5-96,5%, а полифосфата аммония - 3,5-6,5%.

Полученные образцы порошкообразного реагента вносили в глинистую суспензию, минерализованную хлористым натрием. Полученные суспензии после суточного выдерживания и последующего двухчасового интенсивного перемешивания анализировали на плотность ρ в г/см³; условную вязкость УВ в с; кинематическую η пл и динамическую вязкость τ₀, в мПа·с; статистическое напряжение сдвига, определенные через 1 и 10 мин в дПа, показатель фильтрации в см³ при продолжительности фильтрации 30 мин, и рН раствора. При этом суспензии приготовлены с содержанием 1% масс, предлагаемого реагента на основе феррохромлигносульфоната и полифосфата аммония. Испытания проведены в трех температурных режимах: 20°C, 130°C, 170°C. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Результаты испытаний показывают, что введение в состав реагента полифосфата аммония в количестве 3,5% приводит к снижению условной вязкости глинистого раствора, при температурах 20°C и 130°C, с 60 с до 28-30 с, что составляет эффективность разжижения 50-53%. При увеличении температурного воздействия до 170°C наблюдается увеличение условной вязкости глинистого раствора с 60 до 62 с. Эффективность разжижения при данном температурном режиме отсутствует.

При введении 4,0-5,0% добавках полифосфата аммония приводит к эффективному снижению условной вязкости суспензии при температурах 20°C и 130°C с 60 с до 24-28 с, что составляет эффективность разжижающей способности 53-60%. При увеличении температурного воздействия до 170°C наблюдается снижение эффективности разжижения до 20-40%, при изменениях значений условной вязкости глинистого раствора с 60 с до 36-48 с.

При увеличении содержания полифосфата аммония до 6,0% вязкость суспензии при всех температурных режимах от 20° до 170°C уменьшается с 60 с до 22-24 с. Эффективность разжижающей способности составляет 60-63%.

При введении 6,5% добавки полифосфата аммония наблюдается некоторое снижение эффективности разжижения при всех температурных режимах и составляет 57-61%, при изменении значений условной вязкости с 60 с до 23-26 с.

В отсутствие полифосфата аммония в составе реагента снижение вязкости бурового раствора наблюдается в пределах с 60 до 37 с, при этом разжижающий эффект составляет 38,0% и удерживается в интервале температур с 20°C до 130°C.

Таким образом, применение реагента согласно изобретению дает возможность увеличить разжижающий эффект до 60-63% при изменениях значений условной вязкости глинистого раствора с 60 с до 22-24 с и увеличить диапазон рабочей температуры от 20 до 170°C.

Результаты исследования эффективности влияния предлагаемого реагента на технологические параметры малоглинистого раствора в присутствии 10% масс., хлористого натрия приведены в таблице 3.

При рассмотрении влияния феррохромлигносульфонатного реагента, модифицированного полифосфатом аммония (добавка 6%), на глинистые растворы с содержанием NaCl до 10% (таблица 3) можно сделать следующие выводы. При увеличении концентрации модифицированных феррохромлигносульфонатых реагентов до 3% во всех растворах наблюдается плавное снижение показателя фильтрации с увеличением вязкости, но наиболее эффективно (в качестве защитного коллоида) работает реагент, модифицированный полифосфатом аммония, вводимый в виде 1% добавки.

Разработанный реагент, представляющий феррохромлигносульфонат, модифицированный полифосфатом аммония в количестве 4-6%, позволяет добиться эффективного снижения условной вязкости глинистого раствора в температурном режиме от 20 до 170°C, а также выступать в качестве защитного коллоида в малоглинистых растворах, содержащих до 10% хлористого натрия.