Автореферат (Совершенствование технологии промывки скважин путем применения полифункциональных реагентов на основе таллового пека), страница 4

Из этих данных следует, что все три водорастворимыхпродукта обеспечивают одинаковое снижение поверхностного натяжения. Наиболееэффективно оно (от 47,3 % до 69,5 %) происходит при содержании добавки в водеот 0,1 до 0,5% масс., что говорит о возможности применения данных продуктов прибурении продуктивных горизонтов.14Рисунок 2. Зависимость поверхностного натяжения на границе керосин-вода отсодержания в воде различных продуктов: 1 – ПСМ, 2 – ПСД, 3 – ПСТДополнительно проведена оценка ингибирующих свойств, синтезированныхобразцов в динамических условиях.

Для оценки ингибирующих свойств образцыбыли протестированы на линейном тестере набухания в динамических условиях притемпературе 25°С и 80°С. При температуре 25°С исследована динамика набуханияглинистой породы в условиях малых глубин бурения, а при температуре 80°С – приусловии глубокого бурения и высоких забойных температур. Зависимостьнабухания глинопорошка от концентрации добавки ПСМ при температуре 80°Сприведена на рисунке 3 (характер кривых при использовании добавок ПСД и ПСТсохраняется).Результаты оценки ингибирующих свойств синтезированных добавокпозволяют заключить, что происходит снижение набухания глинопорошка; пикнабухания наблюдается через 120-210 минут контакта при 80°С, после чегопроисходит стабилизация системы и далее увеличение объема резко замедляется, неболее чем на 1,0 об.

%. Набухание прогрессивно снижается с увеличением дозировкиреагента и снижается в 2,2-2,4 раза при использовании его в количестве 10 масс. %.Аналогичные эксперименты при 25°С показали, что в указанных условиях можноснизить набухание глинопорошка в 3,2 раза. Следовательно, эффективными притемпературе 80°С являются добавки реагента от 3,0 до 10,0 % (масс.), а притемпературе 20°С добавки от 1,0 до 10% (масс).15Рисунок 3.

Динамика набухания богандинского глинопорошка при 80°С в водныхрастворах, с содержанием ПСМ: 1 – дистиллированная вода; 2 –1,0 масс. %; 3 –3,0 масс. %; 4 – 10,0 масс. %Проведено сравнение динамики набухания глинопорошка в растворе,содержащего ПСД 3% (масс.) и в растворах с отечественными и импортнымиингибиторами, широко применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин.Установлен высокий ингибирующий эффект разработанных реагентов, близкий поуровню с известными ингибиторами: «Flosil», «Flosil Extra» и «Кольмасил», ипревосходящий все остальные коммерческие продукты (рисунок 4).Раствор ПСД быстро стабилизирует систему.

Объем пробы перестает расти иостается постоянным в течение длительного времени (в течение 250 мин), чтосвидетельствует о сбалансированном взаимодействии и обеспечении идеальныхусловий для стабильности ствола скважины.Учитывая, что синтезированные ингибиторы набухания не уступают поэффективности известным реагентам «Flosil» или «Кольмасил», то рабочиеконцентрации их использования можно рекомендовать такие же, т.е. 0,25-2,50 масс.% в зависимости от условий бурения.Таким образом, использование разработанного комплексного реагентапозволяет: снизить ассортимент реагентов, применяемых на обработку буровыхрастворов на водной основе; улучшить смазочные и противоприхватные свойствараствора; снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций приразбуривании пластов и пропластков, представленных неустойчивымипластичными глинами; понизить показатель фильтрации и предотвратитьзагрязнение фильтратом бурового раствора продуктивных пластов.16Рисунок 4.

Динамика набухания глинопорошка при 80 °С в водных растворах сразличными ингибирующими добавками: 1 – дистиллированная вода; 2 – 3 %раствор «БСР»; 3 – 10 % раствор хлорида кальция; 4 – 3 % раствор «ПСД»; 5 – 3 %раствор «Flosil»Для подтверждения возможности использования синтезированных продуктови оценки их влияния на фильтрационно-емкостные свойства пород, проведеныисследования на искусственном керновом материале.Эксперименты выполнялись на установке FDES-645ZX1 (Coretest Systems,США.

Установка позволяет измерять проницаемость колонки керна на разныхучастках до и после обработки буровым раствором. В качестве флюида,применяемого для определения проницаемости, использовался авиационныйкеросин.Коэффициентвосстановленияпроницаемостинастандартномбиополимерном хлоркалиевом растворе составил по всему образцу – 54 %, а в зонепроникновения фильтрата (без учета фильтрационной корки) – 63 %.Коэффициентвосстановленияпроницаемостинабиополимерномхлоркалиевом растворе с добавление синтезированного продукта ПСМ составил повсему образцу – 63 %, а в зоне проникновения фильтрата (без учета фильтрационнойкорки) – 75 %.Из полученных результатов следует, что биополимерный буровой раствор сдобавлением синтезированного образца ПСМ оказывает более щадящее воздействиена ФЕС (более 20 %).В четвертой главе диссертации рассматриваются вопросы исследованияпроцесса модификации и применения НТП пека в углеводородных системах.17Основными компонентами таллового пека являются смоляные кислоты(C19H29COOH) – 30-50% и жирные кислоты – 35-55 %.

Среди жирных кислотприсутствуют пальмитиновая (C15H31COOH), олеиновая (C17H33COOH) илиноленовая (C17H29COOH) кислоты. На данный момент при бурении нефтяных игазовых скважин применяются различные эмульгаторы на основе индивидуальныхжирных кислот, а также талловых масел (легкого и сырого), рапсового и другихсинтетических и природных масел.Первоначально проведена оценка влияния НТП, сырого таллового масла(СТМ) и легкого таллового масла (ЛТМ) на свойства инвертных эмульсионныхрастворов (ИЭР). На практике требуются эмульсии с более высокойэлектростабильностью.Для стабилизации обратных эмульсий используют ПАВ с высокойрастворимостью в фазе масла. К числу таких ПАВ относятся алкиламиды, которыеявляются продуктами конденсации жирных кислот и метиловых эфиров жирныхкислот с этаноламинами.

Для этой цели были синтезированы образцы эмульгаторов,полученные на основе НТП, триэтаноламина (ТЭА) и полиэтиленполиамина(ПЭПА).Для оценки свойств полученных образцов, проведена сравнительная оценкатехнологической эффективности в сравнении с серийно выпускаемыми продуктам вмодельной эмульсии (рассол хлористого кальция и дизельного топлива присоотношении 50:50). Оценка эмульсий по электростабильности. Согласнополученным данным синтезированные образцы имеют более низкиетехнологические показатели в сравнении с продуктами, выпускаемыми серийно.

Этосвязано с тем, что в талловом пеке содержится больше неомыляемых веществ, атакже более сложные кислоты.Для получения более эффективного продукта, подобраны условия двухстадийного синтеза под азотной «подушкой». Образуются соответствующиеаммонийные соли и амиды жирных и смоляных кислот НТП. Далее поразработаннойметодикебылоэкспериментальноподтверждено,чтосинтезированные продукты в буровых растворах на углеводородной основе,обеспечивают высокую стабильность эмульсии и повышенную ее устойчивость ксероводороду и полиминеральной агрессии, в сравнении с применяемыми на данныймомент импортными аналогами (рисунок 5).Результаты лабораторных исследований свидетельствуют о достигнутомрезультате работ:– получен эмульгатор для обратных эмульсий, на основе амидов органическихкислот направленным синтезом полиаминов и аминоспиртов с талловым пеком;– продукт может быть использован в качестве эффективного эмульгатораобратных эмульсий, синтезированный образец не уступает иностранным аналогампо технологическим свойствам и может производиться на отечественном, недефицитном сырье18– синтезированный эмульгатор является термостойким и совместимым сдругими компонентами системы.10008006004002000Электростабильность до прогреваРазработанный ЭмульгаторМех-ОВЭлектростабильность после прогреваCarbomul HTEl-EmulВегаРисунок 5.

Испытание синтезированного продукта и импортных эмульгаторов всоставе РУО (с мрамором и баритом при прогреве).В пятой главе диссертации рассматриваются вопросы экономическойэффективности и безопасного применения таллового пека в качестве сырья дляполучения компонента буровых растворов при строительстве скважин.Ежегодно на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленностиобразуется таллового пека 149,1 тыс.

т, причем только примерно 40 % составляетреализованная товарная продукция, остальное вывезено в отвал или сожено. Присжигании таллового пека образуется диоксид углерода, оксид углерода, оксид идиоксид азота, спирты, смолистые вещества, летучие несгоревшие углеводороды,органические кислоты, альдегидные соединения. Коэффициент загрязненияокружающей среды горения пека равен 3,103 т СО2 экв./ 1 т пека. По прогнозамвостребованные объемы пека для нужд буровой отрасли могут составить 100 тыс. т.в год, а предотвращенный экологический эффект в случае реализации предлагаемыхтехнологий производства реагентов может составить 310,3 тыс.