Диссертация (1172970), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Ввод извести в неомыленный талловый пек дляполучения мыл, показал значительный рост электростабильности эмульсии толькоу образца таллового пека, что говорит об образовании других соединений,стабилизирующих ИЭР. В образцах эмульсий, стабилизированных известью сЛТМ, это повышение незначительно, несмотря на большее содержание в нихжирныхкислот,способныхобразовыватькальциевыемыла.Результатыаналогичны в эмульсиях с минерализацией различными солями, при этом сминерализацией хлоридом кальция электростабильность выше.4.2.2 Выбор условий синтеза реагентовНа практике требуются эмульсии с более высокой электростабильностью.Для этой цели в лаборатории ЗАО «Петрохим» и АО «НПО «Полицелл» былисинтезированы образцы эмульгаторов на основе неомыленного таллового пека иазотсодержащих соединений: триэтаноламин (ТЭА) и полиэтиленполиамин(ПЭПА), по схеме получения известных эмульгаторов «МР» и «Нефтехимеко»,получаемых на сыром талловом масле.Составы и схемы получения эмульгаторов на основе таллового пека ианалогов на основе таллового масла, приведены в таблице 4.2.96Таблица 4.2 – Составы и схемы получения эмульгаторов на основе таллового пека и таллового маслаНомерсинтеза ипродукта1239745Исходное сырьеУсловия про-веденияреакции«Эмульгатор МР»:Сырое талловоеТ=170÷185˚С, t= 4÷5 ч,масло имассовое соотношение:триэтаноламин1:2 (с постояннойНеомыленныйотгонкой воды)талловый пек итриэтаноламин«Нефтехимеко»:Сырое талловоеТ=165÷170˚С,масло иt=4÷6 ч,полиэтиленполиаминмассовое соотношение:Неомыленный1:4талловый пек иполиэтиленполиаминНеомыленныйталловый пекТ=20÷60Предполагаемыеструктурныеформулы продуктовреакцииНазванияполученныхпродуктов реакцииВнешний вид продуктаR COOC2H4N(C2H4OH)2Смесь сложныхэфиров смоляныхкислот итриэтаноламинаВязкая текучая массаR-CO-NH(CH2CH2NH)nHАминамидНе текучая массаR-CO-NH(CH2CH2NH)nHАминамидНе текучая массаR-COOНЖирные кислотыС16-С24Смоляные кислоты,примесиГустая плохо текучаямассаR-COOC2H4N(C2H4OH)2Густая текучая массаПроведенасравнительнаяоценкатехнологическойэффективностисинтезированных продуктов с серийно выпускаемыми в модельной эмульсии«вода-углеводород» (таблица 4.3, таблица 4.4).Таблица 4.3 – Влияние эмульгатора «Нефтехимеко» и эмульгатора на основенеомыленного таллового пека с полиэтиленполиамином на электростабильностьмодельного ИЭРмассовая долядобавки, %«Нефтехимеко»11224279164204электростабильность, В«Нефтепродукт продукт 4 схимеко» с4известьюизвестью4296100174160186199195соль водной фазыхлористый натрийхлористый кальцийхлористый натрийхлористый кальцийТаблица 4.4 – Влияние эмульгатора «МР» и эмульгатора на основе неомыленноготаллового пека с триэтаноламином на электростабильность модельного ИЭР.массовая долядобавки, %«МР»11224466102186243295359417434496электростабильность, В«МР» спродукт продукт 2 сизвестью2известью3865181214305320414353330475383354соль водной фазыхлористый натрийхлористый кальцийхлористый натрийхлористый кальцийхлористый натрийхлористый кальцийхлористый натрийхлористый кальцийНеобходимо отметить, что во всех ИЭР, приготовленных на азотсодержащихэмульгаторах, не отмечено увеличение электростабильности, после ввода в нихизвести, как это наблюдалось у «чистых» талловых продуктов при введении оксидакальция и образовании мыл.
Это свидетельствует о полном взаимодействиижирныхкислот,содержащихсявисходныхталловыхпродуктах,сазотсодержащими реагентами. Наблюдаемое снижение электростабильности послеввода извести, может обусловлено расходованию части поверхностно-активныхвеществ на гидрофобизацию образующегося гидроксида кальция, что и приводит к98некоторому снижению стабильности эмульсий.По результатам анализа полученных данных (таблица 4.3 и таблица 4.4) былопринято решение о дополнительном синтезе продуктов при измененных условияхдля получения максимально эффективного эмульгатора.
В качестве продуктасравнения принят продукт «Эмульгатор МР-150», а исходные условия для синтезавыбраны с триэтаноламином (продукт 2 в таблице 4.2).Для повышения эффективности синтезированного эмульгатора в следующейсерии экспериментов увеличили время проведения реакции и температуру синтеза(опытный образец 2), а далее была реализована двух стадийная схема реакции сдробленным вводом исходных компонентов (опытный образец 3).Необходимо отметить что на данный момент отсутствует стандартизованнаяметодика проведения испытаний эмульгатора. Для достижения объективностиоценки качества эмульгаторов была разработана методика оценки качестваэмульгаторов, с учетом влияния твердой фазы, температурного диапазонапродуктивных горизонтов и условий бурения.4.3 Сравнительные исследования реагентов4.3.1 Технологические свойства эмульгаторовДля приготовления утяжеленной эмульсии использовали водный растворкальция хлористого (ГОСТ 4233) плотностью 1,25 г/см3 (при 20°С).
Данная сольиспользуется большинством сервисных компаний. Эмульсия, получаемая срассолом хлористого кальция, стабильна и имеет более высокие показателинапряжения пробоя.В качестве основы эмульсии выбран «Полиэмульсан Р» – крупнотоннажныйпродукт, выпускаемый АО «НПО «Полицелл» серийно и используемыйсервисными компаниями, с температурой вспышки более 105 С, температуройзастывания ниже минус 40 °С и кинематической вязкостью в диапазоне от 2,5 до5,0 сСт.Приготовление эмульсии выполнено в следующей последовательности.
Встакан смесительной установки вводили «Полиэмульсан Р» в объеме 210 см3, при99перемешивании на приборе «Hamilton» (1 скорость) вводили навеску органоглины4,5 г (продукт «Полиолеогель», производства АО «НПО «Полицелл»), не допускаяобразования эффекта «рыбьих глаз) и перемешивали 60 мин при высоких оборотах(11000-12000 об/мин в нагруженном состоянии).Добавлялиприперемешивании7,5см3эмульгатораврастворприготовленный по предыдущему пункту, перемешивали в течение 5 мин привысоких оборотах.Добавляли при перемешивании известь в раствор и перемешивали в течение15 мин при высоких оборотах.Медленно, в течение 20-30 мин, при перемешивании на высоких оборотах,через делительную воронку вводили 90 см3 рассола CaCl2, перемешивали 10 минпосле окончания ввода при высоких оборотах.Добавляли при перемешивании 110 г СаСО3 (фракция 10-40 мкм – МР-4) иперемешивали еще 15 мин при высоких оборотах. Добавление мрамора в буровойраствор является обязательным условием, поскольку обеспечивает достижениетребуемой плотности и эффективную кольматацию пород и всегда добавляется вРУО.Ввод всех реагентов осуществляется при непрерывном перемешивании привысоких оборотах на приборе «Hamilton Beach»Далее вели перемешивание на лопастной мешалке 60 мин при 300 об/мин(для удаления попавших в раствор пузырьков воздуха и остывания до комнатнойтемпературы).После замера параметров полученного раствора систему прогревали втечении 8 ч при температуре 120°С в роллерной печи, для воссоздания забойныхусловий при строительстве скважин.После охлаждения раствор перемешивали при высоких оборотах на приборе«Hamilton Beach» в течение 5 мин, затем на лопастной мешалке при 300 об/мин втечение 15 мин.
Далее проводили замер следующих технологических параметров:показательстатическойфильтрацииэлектростабильность.100HPHT,реологическиепараметры,Результаты исследования свойств РУО при утяжелении мраморнымпорошком приведены в таблице 4.5. В качестве продуктов сравнения былииспользованы эмульгаторы: Mex-OB (ООО «Акрос»), Carbomul HT (компанияBaker Hughes), EL-Emul (ООО «Ригрент», Группа ERIELL), Invermul (компанииHalliburton),МР-150(ЗАО«Петрохим»),Вега(ООО«Шебекинскаяиндустриальная химия»).Таблица 4.5 – Испытание эмульгаторов в системе бурового раствора науглеводородной основе при утяжелении мрамором.ОпределяемыепараметрыОпытныйобразецMexOBАкросCarbomul HTEL-Emul InvermulBakerМР-150Rigrend HalliburtonHughesВегаШИХДо прогреваСНС (10 с),lbs/100ft2СНС (10 мин),lbs/100ft2PV, мПа·сДНС, lbs/100ft2377763341011131044293332312929291419362618883,4593,63,627743043,23923,05693,356971389817171030122013444429292933314848ДНС, lbs/100ft231243019277777HPHT, см3ES, В4,03,44,443,63,45,0402,8636690736781667667HPHT, см3ES, ВСНС (10 с),lbs/100ft2СНС (10 мин),lbs/100ft2PV, мПа·с4,4633После прогреваАнализ данных, приведенных в таблице 4.5 указывает что различныеэмульгаторы не одинаково меняют свои свойства при прогреве, что являетсяхарактеристикой их термостойкости.
Опытный образец 1, полученный по схемесинтеза эмульгатора МР, не является термостойким.Проведение серии экспериментов по оценке качества промышленновыпускаемых эмульгаторов для буровых растворов различных производителей(таблица 4.5) выявлено что оценка качества эмульгаторов на модельной системе101«вода-углеводород» не позволяет объективно оценить качество эмульгаторов,поскольку нет корреляции между данными получаемыми на модельной эмульсии иданными получаемыми при испытании раствора, используемого на скважинах.Для имитации условий применения эмульгаторов на скважине, былдополнительно введен баритовый утяжелитель, для достижения плотности1,55 г/см3, поскольку РУО используется в сложном горно-геологическом разрезе, втом числе на скважинах с аномально-высокими пластовыми давлениями.Приготовление эмульсии выполнено в следующей последовательности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
