Автореферат (Совершенствование технологии промывки скважин путем применения полифункциональных реагентов на основе таллового пека), страница 2

Методологической базой исследованияявляются: методы системного анализа, методы аналитических исследований и научныхобобщений, статистическая обработка и анализ фактических промысловых данных.Объектом исследования являлись буровые растворы на водной и углеводороднойоснове, предметом – их состав и технологические свойства.

Изучение свойствреагентов и буровых растворов осуществлялось стандартизованными иапробированными в исследовательской практике методами. Кроме того,использовались методы микроскопического, химического и рентгеноструктурногоанализов.Положения, выносимые на защиту1. Технология получения водорастворимых полифункциональных реагентов длябуровых растворов, синтезом аммонийных солей моносульфатов таллового пека иэтаноламинов (моноэтаноламина, диэтаноламина и триэтаноламина) таллового пека;52.

Полифункциональный реагент для буровых растворов «Смолополимер»(Приложение Е – Патент на изобретение RUS 2460752 от 27.12.2010);3. Результаты исследований реагентов-моносульфатов таллового пека иэтаноламинов в качестве полифункциональных реагентов высокотехнологичныхбуровых растворов;4. Результаты применения синтезированных реагентов при производствебуровых работ;5. Методики оценки качества эмульгаторов и комплексной оценки ингибиторовкак полифункциональных реагентов.Степень достоверности результатов исследования.Достоверность экспериментальных исследований обеспечена как путемиспользования принятых в исследовательской практике методик планированияэкспериментов и математической обработки их результатов, так и сопоставлениемпромысловых и экспериментальных данных.Достоверность результатов исследования подтверждается достаточнымколичеством экспериментов, выполненных с использованием принятых висследовательской практике методик планирования экспериментов, современнымиметодами исследований, которые соответствуют поставленным в работе целям изадачам.

Научные положения, выводы и рекомендации, подкреплены фактическимиданными, наглядно представленными в таблицах и рисунках.Апробация результатов исследования и публикации.Основные положения диссертационной работы докладывались намеждународных и всероссийских научно-практических конференциях «Эфирыцеллюлозы и крахмала, другие новые химические реагенты и композиционныематериалы как основа успешного сервиса и высокого качества технологическихжидкостей для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных игазовых скважин» (г. Суздаль); «Нефтепромысловая химия» (г.

Москва); «Актуальныепроблемы недропользования» (г. Новочеркасск); «Булатовские чтения» (г. Краснодар).Материалы диссертации отражены в 32 научных работах, из них 15опубликованы в печатных изданиях, включённых в перечень ВАК при МинобрнаукиРоссии, в одном патенте на изобретение.Личное участие автора в получении научных результатов диссертации состоит:– в постановке цели и задач исследований;– в разработке методических и технологических решений по синтезуполифункциональных реагентов на основе таллового пека и обоснованиюнеобходимого комплекса их исследований;– в анализе и обобщении результатов экспериментальных исследований;– в разработке разрешительной и технологической документации дляпроизводства и промысловых испытаний разработанных реагентов;– в планировании и непосредственном участии в промысловых испытаниях ипромышленном выпуске разработанных реагентов.6Автор благодарит за помощь, профессиональные рекомендации и поддержкусотрудников кафедры бурения нефтяных и газовых скважин Губкинскогоуниверситета: д.т.н., проф.

Оганова А.С., д.т.н., проф. Балабу В.И. и д.т.н., проф.Симонянца С.Л. Автор выражает искреннюю благодарность Заворотному В.Л.,Ноздре В.И., Полищученко В.П. и других коллег за ценные консультации имотивационную поддержку на протяжении всего времени работы над диссертацией.Автор также выражает особую признательность генеральному директоруАО «НПО «Полицелл» Тихонову В.А. и сотрудникам за проявленную поддержку.Структура и объём диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов изаключений, списка использованной литературы и приложений. Объём диссертациисоставляет 199 страниц, 17 рисунков, 35 таблиц, 11 приложений и включает списоклитературы из 271 наименований российских и зарубежных авторов.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность проблемы повышения результативностии эффективности технологии промывки скважин в горногеологических условияхразличных регионов России путем применения высокотехнологичных буровыхрастворов, сформулированы цель и задачи исследования.В первой главе (литературный обзор) представлен анализ работотечественных и зарубежных исследователей в области повышения результативностии эффективности технологии промывки скважин.

Показано, что для достижения этойцели необходимо обеспечивать определенный уровень не только технологическихпараметров буровых растворов, но и ингибирующей способности, смазывающихсвойств, стабильности, устойчивости к биологическому воздействию и солевойагрессии. При этом компоненты буровых растворов должны быть совместимыми,желательно полифункциональными, сохранять свои свойства при длительномхранении, в том числе при отрицательной температуре, соответствовать требованиямпроизводственной санитарии, промышленной и экологической безопасности.Сделан вывод, что наиболее приемлемым сырьем для производства буровыхреагентов по доступности и стоимости является талловый пек (ТП), являющийсямноготоннажным отходом лесохимического производства. Талловый пек не имеетширокого применения в промышленности, его захоронение требует значительногоземлеотвода и соблюдения жестких экологических требований, т.к.

ТП распадаетсяпри действии света, тепла и влаги с образованием токсичных веществ.Для рассмотрения возможности расширения сферы применения ТП в бурениипроведен анализ известных технологий его модифицирования для получениякомпонентов буровых растворов на водной и углеводородной основе.Целью работ по модифицированию таллового пека для углеводородных системявлялась разработка эмульгатора, устойчивого к повышенной температуре ивоздействию агрессивных сред. В работах предшественников не достигнут желаемый7результат, поскольку рабочая концентрация разработанных продуктов в эмульсияхзначительно выше применяемых на данный момент эмульгаторов на основесинтетических кислот, а процессы их получения являются достаточно сложными,энерго- и ресурсозатратными.

При проведении промысловых испытаний, указанныепродукты показали низкую эффективность, по сравнению с традиционноиспользуемыми реагентами.Из анализа работ предшественников можно сделать вывод, что процессгидрофобизации поверхности глинистых минералов производными жирных кислот,является недостаточно изученным и представляет повышенный научный ипрактический интерес.В заключительной части обзора рассмотрены экологические аспектытехнического регулирования в сфере обращения с химическими реагентами припроизводстве буровых работ.Во второй главе представлено описание методов исследований и используемыхматериалов, а также приведено обоснование их выбора.В работе использовался талловый пек омыленный (ОТП) и неомыленный ((НТП)хвойных и лиственных пород Братского ЦБК.

Кислоты таллового пека содержат вреакционно-активные кратные связи и карбоксильные группы, чем и предопределяетперспективность его использования в качестве сырья для синтеза буровых реагентов.В работе использовалась методика комплексной оценки ингибирующих свойствсинтезированных реагентов, имитируются условия, максимально приближенные креальным, – динамический режим процесса при двух температурах (25°С и 80°С) ишироком диапазоне рабочих концентраций реагентов (от 0,1 до 10,0 % масс.).Для комплексной оценки свойств эмульгаторов разработана методика,учитывающая, в том числе их гидрофобизирующую способность.Экспериментальные исследования свойств синтезированных реагентоввыполнены в лабораторных условиях и проверены при бурении скважин с цельюоценки их совместимости с базовыми рецептурами буровых растворов, изучениявлияния на их технологические параметры, выявления оптимальных концентрацийреагентов длительности положительного действия на буровые растворы.Использовали следующие общепринятые методики для определения свойствбуровых растворов.Растворы на водной основе: технологические свойства – ГОСТ 33213-2014, НД00158758-251-2003 (ПАО «Газпром»), ISO 10414-1:2008), НД 00158758-252-2003 (ПАО«Газпром»), НД 00158758-261-2004 (ПАО «Газпром»), ГОСТ 33696-2015, ISO 10416:2008,СТО Газпром 7.3-010-2013 (ПАО «Газпром»); ингибирующие свойства (разработаннаяметодика); пенообразующая способность (разработанная методика); физико-химическиесвойства реагентов и фильтратов буровых растворов: – массовая доля анионных ПАВ, ИКспектрометрия, влияние на ФЕС свойства пород (установка FDES-645ZX1 (США);поверхностное и межфазное натяжение (каплепадение – сталагмометр СТ по РД 3900147001-773-2004).8Растворы на углеводородной основе: технологические свойства – ГОСТ 336972015, ISO 10414-2:2011, НД 00158758-261-2004 (ПАО «Газпром»), ГОСТ 33696-2015, ISO10416:2008; устойчивость эмульсии (разработанная методика); физико-химическиесвойства реагентов и фильтратов буровых растворов – поверхностное и межфазноенатяжение (отрыв кольца – тензиометр Sigma), влияние на фильтрационно-ёмкостныесвойства (ФЕС) пород (установка FDES-645ZX1 (США).В третьей главе диссертации рассматриваются вопросы исследования свойствОТП, НТП, а также процесса их модификации и применения в водных технологическихжидкостях.Первично проведены исследования влияния ОТП на свойства буровыхрастворов на водной основе (таблица 1) для оценки возможности модификации.По результатам анализа полученных данных при увеличении концентрации ОТПпрослеживаются следующие закономерности: снижается коэффициент трения,снижается показатель фильтрации, уменьшается толщина фильтрационной корки;снижается кислотность, увеличивается пенообразование, возрастают вязкостныехарактеристики.