Диссертация (Совершенствование технологии промывки скважин путем применения полифункциональных реагентов на основе таллового пека), страница 7

Термопластичныебетоны получают по совмещенной технологии окисления исходного НТП во времяприготовления смеси в смесителях асфальтобетонного завода. Комплекснойобработкой пека получают пек, удобный для дальнейшего использования [264].Талловый пек используется в качестве модификатора поликонденсационныхматериалов [248], а также для получения ряда других продуктов [23, 63, 80, 89, 172,250, 251, 253, 257].При бурении нефтяных и газовых скважин талловый пек, как омыленный,так и не омыленный, в настоящее время еще не нашел достаточно широкогоприменения, хотя предложены различные варианты его применения в буровыхрастворах.

Рассмотрим этот вопрос в ретроспективе, глубиной 60 лет.Условно началом использования таллового пека в буровых растворах можносчитать 60-е годы прошлого века, когда за рубежом были запатентованы составы испособы [259, 260, 266, 272].В патенте с приоритетом от 1962 г.

[259] показано, то применениенеорганических солей сульфированного пека в качестве компонента буровыхрастворовпозволитснизитьреологическиехарактеристикииулучшитьфрикционные свойства без отрицательного влияния на остальные свойства.В качестве компонента бурового раствора предложено использовать продуктвзаимодействия таллового пека с полиэтиленгликолем или его простым илисложным моноэфиром общей формулы R(OCH2CH2)OR`, где R – алкильный илиацильный радикал , n = 4-500 (предпочтительно n= 0-100); R’ – ацильный радикалкарбоксильной группы соединения, входящего в состав таллового пека.

Реагентэффективен в глинистых буровых растворах, оказывает минимальное воздействие35на реологические показатели и эффективен при агрессии моно- и поливалентнымисолями [266].Омыленный талловый пек может использоваться в составе буровогораствора, при заканчивании скважин для увеличения подвижности нефти,особенно тяжелой [260, 272].Примерно в это же время появились и отечественные разработки.Изначально использовали непосредственно талловый пек, затем перешли на егомодификации, полученные в результате омыления. Так, был предложен буровойраствор [234], в котором талловый пек производства переработки древесиныметодом сульфатной варки в количестве 5,1-10,7 % использовался для повышениятермостойкости и крепящих свойств.Авторами [239] предложен полифункциональный реагент для обработкибуровых растворов, содержащий следующие ингредиенты (масс.

ч.): талловый пек– 100; гидроксид натрия – 8-16; лигнин – 10-60. Полифункциональный реагентполучен путем смешения ингредиентов при нагревании от 150 до 220 °С в течение1-2 ч. После охлаждения полученный продукт измельчается. Полученный реагенттвердый, хрупкий, водорастворимый, легко подвергается размолу до порошка,повышает кольматирующие свойства бурового раствора и его глиноемкость.Одним из наиболее значимых недостатков данного продукта является неполноеомыление исходного таллового пека и как следствие крайне медленная и не полнаярастворимость в холодной воде.

Кроме этого, при вводе, при перемешивании врастворе происходит активное пенообразование и загущение.Разработана смазывающая добавка для глинистого бурового раствора,представляющая собой сложный эфир соединения содержащего гидроксильнуюгруппу (например, глицерин, этилцеллюлоза) и кислот талловых продуктов,достоинствами которой являются улучшение подвижности при температуре доминус 10оС [242] и предотвращение загустевания бурового раствора.Запатентован также способ получения смазочной добавки для буровыхрастворов путем смешения смолы полиалкилбензолов и таллового пека [249].Смешение смолы полиалкилбензолов с бутилбензольной фракцией проведено в36массовом соотношении 2-9:1 при температуре от 50 до 70°С, а затем приперемешивании в полученную смесь добавлен талловый пек в соотношении 1 масс.частей таллового пека к 3-10 масс.

частям смеси при той же температуре. При этомперемешивание осуществлено до полной гомогенизации смазочной добавки.Полученная смазочная добавка позволяет снизить коэффициент трения наповерхности корка-сталь на 20-30 %, а на поверхности сталь-сталь не более 15 %.Предложенполифункциональныйреагент–стабилизаторбуровыхглинистых растворов (карболигносульфонат пековый – КЛСП) [247], содержащиймасс. %:– лигносульфонаты технические 36,5-39,0;– талловый пек 35,6-39,0;– каустическая сода 2,5-5,0;– карбоксиметилцеллюлоза 13,0-17,5;– глинопорошок остальное.Реагент получен путем последовательного растворения в воде каустическойсоды, лигносульфонатов и карбоксиметилцеллюлозы. В полученный растворвведен глинопорошок и готовый продукт подлежит гранулированию.

Передрастворением талловый пек и водный щелочной раствор лигносульфонатовподогревают до 90-104°С. Данный реагент предназначен для улучшенияфильтрационных и ингибирующих свойств, улучшения смазывающей способностибуровых растворов. Необходимо отметить, что данный продукт выпускается вмалых промышленных масштабах и начиная с 1994 года в небольших количествахприменяется в качестве реагента буровых растворов.

Стоит отметить крайненизкуютехнологичностьпримененияданногопродукта,посколькуегорастворение происходит только в горячей воде и вплоть до последнего времени онизготавливался и поставлялся в виде монолитных плит по 10 кг. На данный моменткарболигносульфонатпековыйпроизводитсяввидекрупнодисперсногопорошкообразного материала, подверженного быстрому слеживанию.

Вводданного реагента в буровой раствор приводит к снижению его удельного веса.Реагент наиболее эффективен при забойной температуре от 70 до 90°С.37Реагент-стабилизатор,полученныйвзаимодействием лигносульфоната,таллового пека и карбоксиметилцеллюлозы в щелочной воде, в виде воднополимернойсуспензиипредложеноиспользоватьдляобработкиминерализованных буровых растворов на водной основе, при различной длябурения глубоких и сверхглубоких нефтяных, газовых и газоконденсатныхскважин при забойных температурах в диапазоне до 100 С [263].Следует отметить, что разработка способов применения таллового пека вкачестве компонента реагентов и буровых растворов рассматривалась в рядедиссертаций в качестве сопутствующих задач исследований.А.Ф. Усынин выполнил исследования по прогнозированию и обеспечениюустойчивости глинистых пород стенок скважин при бурении в северной частиТимано-Печорской нефтегазоносной провинции [207].

Одним из результатов этойработы явился вывод, что наиболее эффективными буровыми растворами наводной основе, стабилизированными талловым пеком и его комбинациями сдругими реагентами, являются минерализованные полимерно-эмульсионные иминерализованные эмульсионные буровые растворы.Целью диссертационной работы В.Г. Заливина [71] была разработкаметодическихрекомендацийпоприменениюновыхреагентовдлягеологоразведочного бурения на основе остаточных продуктов химическихпроизводств. В работе Заливина В.Г. проведена оценка влияния таллового пека насвойства буровых растворов, без модификации исходного сырьевого компонента.В данной работе отражены основные положительные свойства таллового пекавлияющие на параметры буровых растворов.

Автором в частности установлено,что буровые растворы с добавками таллового пека и лигнина более эффективны посвоим качественным показателям по сравнению с добавками эмульсола ЭН-4 иконцентрата Ленол-32 и превосходят их по биологической деструкции приутилизации. Талловые продукты не образуют токсичных соединений в воздушнойсреде и сточных водах.Цель диссертационной работы Е.В. Егоровой [57] заключалась в повышенииустойчивости стенок глубоких скважин в сложных горно-геологических условиях38при бурении в глинистых отложениях горных пород путем создания буровогораствора, обладающего высокими ингибирующими способностями.

В качествеобъекта исследований Егорова Е.В. использовала:– омыленный талловый пек (ОТП) – низкомолекулярный реагент на основесмесисложныхэфировжирныхисмоляныхкислот,оксикислотиполимеризованных кислот, образующий масло-водорастворимые суспензии иэмульсии;– карболигносульфонатпековый(КЛСП)–многоцелевойполифункциональный полимерный реагент на основе омыленного таллового пека,также масло-водорастворимое соединение.Несмотря на обширное исследование свойств буровых растворов иингибирующих свойств целью данной работы не является разработка новыхпродуктов на основе таллового пека, а лишь подбор системы раствора под ранееразработанные продукты.С этой целью разработаны рецептуры ингибирующих буровых растворов,содержащих модифицированные составы комплексных реагентов-ингибиторов наоснове таллового пека – КЛСП-Ингибитор и ОТП-Ингибитор, обеспечивающиеустойчивость стенок глубоких скважин при бурении в глинистых отложениях.Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден ингибирующий эффектсовместного действия компонентов, входящих в новые реагенты – жирных исмоляных кислот омыленного таллового пека и носителей активных катионовхлористого калия и гашеной извести, традиционно используемых в качествеингибиторов.Разработкой растворов с добавлением неомыленного и омыленноготаллового пека занимались многие известные ученые нефтяной и газовойпромышленности, а именно Усынин А.Ф [58, 60, 207, 234, 247], Ипполитов В.В.[254], Тур В.Д.