Патент на изобретение №2155202
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПЕНОГАСИТЕЛЬ-АНТИВСПЕНИВАТЕЛЬ ДЛЯ БУРОВЫХ И ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ
(57) Реферат: Пеногаситель относится к газонефтедобывающей промышленности, в частности к химической обработке буровых и тампонажных растворов, используемых при бурении и креплении скважин. Техническим результатом является повышение эффективности пеногашения и предотвращение пенообразования в буровых и тампонажных растворах путем снижения расхода пеногасителя и расширения универсальности его действия при одновременном снижении энергоемкости процесса приготовления и возможности альтернативной замены пеногасящей основы. Пеногаситель-антивспениватель содержит, мас.%: пеногасящую основу – коллоидные силикаты кальция или алюминия, или водно-спиртовые растворы этил(метил)силиконатов натрия, или талловый шлам-лигнин 2-40, углеводородный растворитель – дизельное топливо плотностью 0,79-0,86 г/см3 и иодным числом n = 2-6 10-50, эмульгатор – легкое талловое масло 0,05-1,50 и воду остальное. 3 табл. Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности, в частности к химической обработке буровых и тампонажных растворов, используемых при бурении и креплении скважин, и может найти применение в пеногашении и предотвращении пенообразования, создающего серьезные затруднения в проведении технологических операций. Известны композиции для пеногашения, в которых используются карболинеум, петролатум, синтетические жирные кислоты, эмульсии резины и полиэтилена [1]. Однако они обладают узкой специфичностью и невысокой эффективностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, взятому нами в качестве прототипа, является пеногаситель-антивспениватель для буровых и тампонажных растворов, содержащий пеногасящую основу – поверхностно-активные вещества в виде смеси сополимеров окисей этилена и пропилена и алкилоксиэтилированного амина, и ароматический углеводородный растворитель (2). Недостатком известного изобретения, взятого нами в качестве прототипа, является наличие в составе пеногасителя компонентов, отрицательно влияющих на экологию окружающей среды, недостаточная эффективность пеногасителя, а также применение в качестве пеногасителя импортного реагента XT-48W фирмы “Петролайм”. Задачей изобретения является повышение эффективности пеногашения и предотвращения ценообразования в буровых и тампонажных растворах путем снижения расхода пеногасителя и расширения универсальности его действия при одновременном упрощении и снижении энергоемкости процесса приготовления и возможности альтернативной замены пеногасящей основы, а также улучшение экологии окружающей среды. Поставленная задача решается тем, что пеногаситель-антивспениватель для буровых и тампонажных растворов, содержащий пеногасящую основу и углеводородный растворитель, содержит в качестве пеногасящей основы коллоидные силикаты кальция или алюминия, или водно-спиртовые растворы этил(метил)силиконатов натрия, или талловый шлам-лигнин, в качестве углеводородного растворителя – дизельное топливо плотностью 0,79-0,86 г/см3 и йодным числом n =2-6 и дополнительно эмульгатор – легкое талловое масло и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: указанная пеногасящая основа 2-40, указанное дизельное топливо 10-50, легкое талловое масло 5-1,50, вода остальное. В качестве эмульгатора легкое талловое масло используется впервые (элемент “новизны”). Оно производится Котласским ЦБК (ТУ 13-0281078-100-90). Представляет собой маслянистую жидкость или мазеобразный продукт от светло- до темнокоричневого цвета. Плотность при 500oC 0,91-0,97 г/см3, кислотное число 70-120 мг КОН/г. Талловый шлам-лигнин является отходом лесохимического процесса разложения сульфатного мыла. Использован талловый шлам-лигнин Котласского ЦБК. Представляет собой мазеобразное вещество, содержащее смоляные и неомыляемые вещества (25-35%), жирные кислоты (10-20%), лигнин (5-7%), микроцеллюлозу (8-10%), минеральный остаток (12-15%), воду (40-60%). Талловый шлам-лигнин в качестве пеногасящей основы используется впервые (элемент “новизны”). Этил (метил) силиконаты натрия использовались в виде 25-30%-ных водно-спиртовых растворов – кремнийорганических жидкостей ГКЖ- 10(11) по ТУ 6-02-696-85. Для получения коллоидных силикатов многовалентных металлов использовались хлорид кальция (ГОСТ 450-87), сульфат алюминия (ГОСТ 3758-75), алюминат натрия (ТУ 6-09-20- 157-89) и жидкое стекло (натриевое) по ГОСТ 13078-81. В таблице 1 приведены составы четырех пеногасящих композиций. Диапазон содержания компонентов определяли экспериментально, исходя из критериев стабильности эмульсий и их технологической (пеногасящей или противовспенивающей) эффективности. Изменение соотношения компонентов выше или ниже оптимальных не повышает эффективность действия пеногасящих составов “А”, “Б”, “В”, “Г”. Изобретение осуществляется следующим образом: Пример 1 (получение состава “А”). К 50 мл 10%-ного раствора хлорида кальция приливают 50 мл 10%-ного раствора силиката натрия (жидкого стекла). При умеренном перемешивании магнитной или механической лопастной мешалкой последовательно добавляют 30 мл дизельного топлива и 0.25 г легкого таллового масла. В течение 1-2 мин образуется устойчивая текущая эмульсия. Пример 2 (получение состава “Б”). К 50 мл 5%-ного раствора алюмината натрия приливают 50 мл 5%-ного раствора жидкого стекла. После кратковременного (30 с) перемешивания добавляют 10 мл дизельного топлива и 0.1 г легкого таллового масла. После перемешивания в течение 1-2 мин образуется устойчивая нетекущая (пастообразная) эмульсия. Пример 3 (получение состава “В”). К 50 мл 5%-ного раствора товарного ГКЖ-10(11) добавляют 50 мл раствора легкого таллового масла в дизельном топливе, приготовленном в соотношении 1:20. В течение 1-2 мин при умеренном перемешивании образуется текущая стабильная эмульсия. Пример 4 (получение состава “Г”). К 50 мл(г) таллового шлам-лигнина добавляют 10 мл раствора легкого таллового масла в дизельном топливе, приготовленного в соотношении 1:50. Смесь доводят до гомогенности (консистенции жидкой пасты) при умеренном перемешивании механической лопастной мешалкой в течение 2-3 мин. В табл. 2 приведены данные, показывающие универсальную пеногасящую активность составов “А”, “Б”, “В”, “Г” в буровых растворах. В таких же концентрациях эти составы проявили и антивспенивающую активность. При введении их в буровые растворы до начала перемешивания пена не образовалась даже при наличии самых интенсивных пенообразователей: сульфатного хвойного мыла и ОП-10. В табл. 3 приведены данные, иллюстрирующие возможность эффективного использования разработанных составов пеногасителя-антивспенивателя для дегазации тампонажных растворов и, как следствие, повышения прочности тампонажного камня. Достигнутая универсальная эффективность предлагаемых пеногасящих составов связана с синергетическими эффектами саморазрушения несимметричных пенных пленок, содержащих коллоидные (10-3 и 10-1 мкм) частицы силикатов кальция, алюминия или микроцеллюлозу таллового шлам-лигнина, и слабопрочных пленок, включающих эмульгированные субмикрокапли легкого таллового масла. Легкое талловое масло придает необратимую термодинамическую стабильность эмульсиям разработанного пеногасителя типа “масло в воде”. Вышеперечисленные особенности неочевидны, не описаны в научно-технических публикациях, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию “изобретательский уровень”. Высокодисперсные активные частицы коллоидных силикатов получены малоэнергоемким способом по химической реакции и включены в состав пеногасящей-антивспенивающей композиции без изменения фазового состояния. О таком приеме получения и применения высокоактивной пеногасящей основы упоминания в патентной информации нет. На этом основании можно сделать вывод о “новизне” заявляемой композиции. Предлагаемое техническое решение отвечает критерию “промышленная применимость”. Широкое внедрение данной пеногасящей-антивспенивающей композиции не требует дополнительных затрат на организационно-технические мероприятия и приобретение специального оборудования. Полученные из недорогих составляющих и без энергозатрат пеногасители будут иметь низкую себестоимость. В условиях буровой их можно получить в любой емкости, снабженной перемешивающим устройством. Пеногасители эффективны для устранения или предупреждения нежелательного пенообразования при применении лигносульфонатных, талловых, гуматных реагентов и синтетических ПАВ в практике приготовления и обработки буровых и тампонажных растворов. Ввиду пониженного содержания дизельного топлива в составе и малых расходов при обработке буровых технологических жидкостей предлагаемый пеногаситель экологически безопасен. Экономический эффект от применения пеногасителя может быть получен за счет повышения эффективности использования оборудования и сокращения времени и трудозатрат при приготовлении буровых и тампонажных растворов; повышения качества крепления скважин. Заявленное техническое решение в сравнении с прототипом позволяет повысить эффект пеногашения и предотвратить пенообразование в буровых и тампонажных растворах при одновременном упрощении и снижении энергоемкости процесса приготовления и возможности альтернативной замены пеногасящей основы, а также улучшении экологии окружающей среды. Источник информации 1. Рязанов А.Я. “Справочник по буровым растворам.” М.: Недра, 1979, с. 93 (Аналог). 2. SU 1313860, кл. C 09 K 7/06, 1987. Формула изобретения
Указанная пеногасящая основа – 2 – 40 Указанное дизельное топливо – 10 – 50 Легкое талловое масло – 0,05 – 1,50 Вода – Остальное РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.01.2005
Извещение опубликовано: 10.12.2005 БИ: 34/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
