Диссертация (1172970), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Для производства такихреагентов целесообразно использовать, прежде всего, многотоннажные отходыхимических производств. В этом случае параллельно будет решаться важнаясоциально-экономическаяэкологическогоравновесиязадачаутилизацииприроднойсреды.отходовиПроведенныйсохраненияврамкахдиссертационного исследования анализ ресурсной базы для производствакомпонентоввысокотехнологичныхбуровых44растворовнаводнойиуглеводородной основе показал, что наиболее перспективным для этого являетсяиспользование многотоннажного продукта сульфатцеллюлозного производства –таллового пека.Таким образом, существует практическая потребность в новых научнообоснованных технологических и технических решениях и разработках посозданию полифункциональных реагентов для буровых растворов на водной иуглеводородной основе и, следовательно, имеющих существенное значение дляразвития нефтегазовой отрасли России.Исходя из этого целью данного исследования является повышениерезультативности и эффективности технологии промывки скважин в горногеологическихусловияхсеверныхрегионовРоссиипутемприменениявысокотехнологичных буровых растворов на основе полифункциональныхреагентов.Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующиеосновные задачи.1.
Выполнить анализ промыслового опыта применения буровых растворов всеверных регионах России.2. Выполнить анализ ресурсов, пригодных для производства компонентовбуровых растворов на водной и углеводородной основе.3. Разработать полифункциональный реагент для буровых растворов наводной основе.4. Разработать полифункциональный реагент для буровых растворов длябуровых растворов на углеводородной основе.5.
Разработать документ для сопровождения безопасного применениябуровых растворов на водной и углеводородной основе.6. Провести анализ и обобщить результаты промысловой апробациирезультатов диссертационных исследований.45Глава 2 Используемые материалы, методики, методы исследованияЭкспериментальныеисследованиясвойствполучаемыхпродуктовпроведены в лабораторных условиях. Достоверность экспериментальных данныхпроверена в производственных условиях при бурении плановых скважин.Исследования проведены по требованиям, предъявляемым к химическимреагентам в бурении:– по совместимости с базовыми рецептурами;– выявлению оптимальных концентраций вводимых добавок;– влиянию добавок на технологические параметры буровых растворов;– эффективности и длительности действия добавок в малых дозах;– направленности действия добавок.В качестве буровых растворов использованы два типа исходных (базовых)растворов: на водной и углеводородной основе.2.1 Материалы и методики приготовления базовых растворов на воднойосновеВ качестве базовых растворов на водной основе использованы глинистыерастворы с плотностью от 1,03 до 1,50 г/см3.В качестве минерального структурообразующего и коркообразующегокомпонента использован высококачественный бентонитовый глинопорошок«Бентокон-Основа» (ТУ 5751-002-58156178-02) производства ЗАО «Бентопром» свыходом 18,7 м3/т на дистиллированной воде по ГОСТ 6709 при перемешиваниина миксере при 13000 об/мин в течение 20 мин и дальнейшем оставлении растворав покое на 16-20 ч для полного диспергирования.
Этот бентонитовыйглинопорошок имеет следующий химический состав (масс. %): SiO2 – 55,0; TiO2 –1,20; Al2O3 – 13,0; Fe2O3 – 2,5; FeO – 0,80; CaO – 4,5; MgO – 3,5; Na2O – 2,5; K2O –0,1; SO3 – 0,2. Содержание монтмориллонита не менее 90 масс. %.В качестве утяжелителя использован Концентрат баритовый марки КБ-3плотностью 4,31 г/см3, производства АО «Жайремский ГОК» (Казахстан)выпускаемый по ГОСТ 4682-84. Качественные характеристики утяжелителя46следующие: массовая доля (%) сернокислого бария 93,45; водорастворимых солей– 0,080; водорастворимого кальция – 0,019; влаги – 0,05; фракции 6 мкм – 0,12;остатка на сетке № 0071 – 5,40.В качестве дисперсионной среды использована дистиллированная вода поГОСТ 6709-72.В качестве полимерной добавки использованы низковязкая ПАЦ-Н (ТУ2231-032-97457491-2010) и высоковязкая ПАЦ-В (ТУ 2231-033-97457491-2010)полианионная целлюлоза производства АО «НПО «Полицелл».
Качественныехарактеристики полимерной добавки следующие:Наименование показателейПАЦ-НПАЦ-В1. Массовая доля влаги, %10,010,02. Степень замещения, отн. ед.0,900,903. Угол закручивания ротационноговискозиметра при 600 об/мин, водногораствора ПАЦ, градне более 40не менее 404. Показатель статической фильтрациипресного бурового раствора, см3/30мин., не более8,08,0Базовый раствор на водной основе приготавливали в следующим образом.Наливали в кружку дистиллированную воду, при постоянном перемешивании при400 об/мин медленно добавляли навеску глинопорошка. После ввода всегоколичества глинопорошка перемешивание продолжали в течение 20 мин, затемостанавливали лопастную мешалку, извлекали кружку, тщательно очищали стенкикружки и лопасть мешалки с помощью шпателя, количественно возвращаясуспензию обратно.Помещали кружку обратно под лопастную мешалку и продолжалиперемешивать глинистую суспензию при 400 об/мин.
Общее время перемешиванияпосле добавления глины составляло 60 мин. Далее количественно переносилипресную глинистую суспензию в герметично закрытый контейнер и оставляли на4724чприкомнатнойтемпературе(сфиксированиемтемпературыипродолжительности выдержки).Непосредственнопередиспользованиемпроводилиперемешиваниеглинистой суспензии при 400 об/мин на лопастной мешалке в течение 10 мин.В случае необходимости утяжеления базового раствора на водной основе: вготовую глинистую суспензию сначала добавляли расчетное количествовысоковязкой полианионной целлюлозы, дождавшись ее полного растворения(2,5 ч при перемешивании на лопастной мешалке при 400 об/мин), и далеепостепенно порциями вводили утяжелитель.В случае приготовления минерализованного базового раствора на воднойоснове: в готовую глинистую суспензию при перемешивании со скоростью 400об/мин, вводили хлористый натрий до насыщения (311 г на 1 кг дистиллированнойводы), далее хлористый кальций и хлористый магний (по 5 г каждого на 1 кгдистиллированной воды).
Перемешивание вели 3 ч.Концентрации исходных компонентов для базового раствора на воднойоснове составляли:– глинистый: 1 кг дистиллированной воды, 53 г глинопорошка;– утяжеленный: 1 кг дистиллированной воды, 53 г глинопорошка, 2,5 г ПАЦН и 2,5 г ПАЦ-В и утяжелитель до плотности 1,5 г/см3.2.2 Материалы и методики приготовления базовых растворов науглеводородной основеВ качестве базовых растворов на углеводородной основе использованыинвертные эмульсии, приготавливаемые из следующих регентов: натрийхлористый по ГОСТ 4233, водный раствор плотностью 1,197 г/см3 (при 20°С);кальций хлористый по ГОСТ 450, водный раствор плотностью 1,250 г/см3 (при20°С); топливо дизельное марка «Л» по ГОСТ 305 (со сроком хранения не более 6месяцев); вода дистиллированная по ГОСТ 6709.Приготовление эмульсии выполнялось в следующей последовательности.
Встакан смесительной установки вводили 250 см3 дизельного топлива и далее и при48перемешивании на приборе «Hamilton» (первая скорость) вводили эмульгатор иперемешивали в течении 5 мин при высоких оборотах.К полученной дисперсии эмульгатора в дизельном топливе медленно, втечение 20-30 мин, при перемешивании на высоких оборотах, через делительнуюворонку вводили 250 см3 рассола, перемешивали 25 мин после окончания вводапри высоких оборотах.Далее вели перемешивание на лопастной мешалке 60 мин при 300 об/мин(для удаления попавших в раствор пузырьков воздуха и остывания до комнатнойтемпературы).
После чего произвести испытание инвертной эмульсии сэмульгатором на приборе электростабильности согласно его инструкции.2.3 Оценка технологических свойств базовых растворовОценку технологических свойств буровых растворов осуществляли понормативным документам, применяемым на данный момент российским ииностранными сервисными компания [47, 48, 49]. Кроме того, использовалиспециальные методики.2.3.1 Структурно-реологические характеристикиОценкареологическиххарактеристикпроизведенанаротационномвискозиметре фирмы «OFITE» (США) модель 800 по методике НД 00158758-2512003 [126].2.3.2 Фильтрационные свойстваОценка фильтрационных свойств проведена на фильтр-прессе низкогодавления и низкой температуры фирмы «OFITE» (США) модель 140-20.Дополнительно определялся показатель фильтрации на динамическомфильтр-прессе HPHT (высокого давления, высокой температуры) фирмы «OFITE»(США) модель 170-50 по методике НД 00158758-261-2004 [128].Приокончанииизмеренийпоказателяфильтрацииопределялась толщина полученных фильтрационных корок49дополнительно2.3.3 Смазочные свойстваДля оценки смазочных свойств применялся тестер предельного давления исмазывающей способности фирмы «OFITE» (США) модель 111-00 по методикеНД 00158758-252-2003 [127].2.3.4 Электростабильность эмульсийИзмерение электростабильности эмульсий проводилось на измерителеэлектрической устойчивости фирмы «FANN» (США) модель 23D по методикеГОСТ 33697-2015 [49].Дополнительно определялся параметр стабильности эмульсии на прибореЦС-2, производства ОАО «Азимут» по методике РД 39-00147001-773-2004 [178].2.3.5 Поверхностное натяжение фильтратаИзмерение поверхностного натяжения проводилось на сталагмометре СТ-2,производства ОАО «Азимут».
Прибор дополнительно был модифицирован путемизготовления изогнутого стеклянного капилляра (с диаметром отверстия 0,5 мм иполированной внутренней поверхностью). Именно такая конструкция позволилаопределять эффективность реагентов применительно к условиям вскрытияпродуктивного горизонта. В качестве стандартной системы была выбрана системакеросин – дистиллированная вода.Определение поверхностного натяжения этим методом заключалось всравнении времени истечения определенного количества капель керосина изсталагмометра, через изогнутый капилляр, через анализируемый водный раствор,в качестве исходного раствора использовалась дистиллированная вода. В качествеисходной системы выбрана система керосин – дистиллированная вода, с известнымповерхностным натяжением (σ0), т.к. керосин является наиболее близким посвойствам к газовому конденсату.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
