Реагенты-понизители вязкости

Следует различать два вида реагентов понизителей вязкости и предельного напряжения сдвига промывочных растворов — общего и специального назначения.

Реагенты общего назначения

К числу реагентов, служащих для единовременного разжижения (перед спуском колонн, электрометрическими работами и т. п.) и для систематической обработки растворов, относятся: сульфит-спиртовая барда (ССБ), полифенольный лесохимический реагент (ПФЛХ), сульпор, синтаны (синтетические таннины), натуральные растительные экстракты, окисленный лигнин.

Реагенты, предназначенные для обработки пресных и маломинерализованных растворов (в том числе на морской воде), загустевших в результате поступления в них разбуриваемых пород, преимущественно глинистых. Не пригодны они для разжижения растворов, загустевших от действия солей. Термостойкость растворов, обработанных этими реагентами, равная 383—403° К, может быть повышена комбинированием с хроматами. Добавки реагентов разжижают выходящие из скважины растворы, загустевшие от действия высокой забойной температуры. Единовременные добавки реагентов колеблются в пределах 0,2—0,5% (по массе сухого вещества). Все реагенты совместимы со всеми другими продуктами, применяемыми для химической обработки промывочных растворов (содой, УЩР, КССБ, крахмалом, КМЦ, гипаном и др.) с различными рецептурами их (известковыми, хлоркальциевыми, хроматными, эмульсионными и т. п.). Реагенты применяются в щелочных растворах 5—10 % -ной концентрации в соотношении со щелочью от 1 : 0,1 до 1 : 0,5 (на сухое вещество). Обработка ведется добавкой тонкой струи реагента в циркулирующий раствор.

Реагенты из сульфит-спиртовой барды (ССБ). ССБ является отходом целлюлозной промышленности. Поступает с завода с различным содержанием твердого вещества. Для первичной обработки пресных глинистыхрастворов реагент ССБ готовится но одному из рецептов: ССБ-30-4, ССБ-30-5, ССБ-30-6 (первая цифра — процентное содержание сухой ССБ, вторая — процентное содерл^ание кристаллической каустической соды), а иногда ССБ-20-3, ССБ-20-4 и ССБ-20-5. В соленых растворах применяется без щелочи. При высоких за'бойных температурах не разжижает.

Объем раствора ССБ, необходимый для приготовления единицы объема химического реагента, определяется по формуле

, (24)

где V — объем раствора ССБ;

R — процентное содержание сухой ССБ в реагенте;

N —количество реагента, которое необходимо приготовить;

mi — процентное содержание сухой ССБ в растворе барды.

Если N в л, то V в л, если N в м³, то и V в м³. Величину m₁ находят по таблице, исходя из плотности раствора ССБ

Определение плотности густой или твердой ССБ несколько затруднительно. В таких случаях количество ССБ, необходимое для приготовления реагента, подсчитывают по формуле

(25)

где Р— количество ССБ, необходимое для приготовления реагента;

Q — процентное содержание сухой ССБ в рецепте реагента (обычно 30%);

N — количество реагента, которое надо приготовить;

т₂ — количество воды в кг, добавленное к 0,2 кг барды для снижения плотности ее до 1,28—1,30 т/м³.

Если N в л,то Р в кг; если N в м³, то Рполучают в т.

При первичной обработке глинистого раствора в него добавляют реагент ССБ в зависимости от условий бурения данной скважины в количествах 40, 60 и 80 см³ на 1 л, а при дополнительной обработке в 5—6 раз меньше. Недостатком ССБ является ее пенообразующее действие. Требует применения пеногасителей.

Иногда обработка глинистых растворов может производиться аналогом ССБ — сульфит-целлюлозным экстрактом (СЦЭ) марки «известковый» (из серии дубителей).

Рецепт химического реагента из него таков: СЦЭ-20-5 (первая цифра — процентное содержание сухого СЦЭ, вторая — процентное содержание кристаллической каустической соды). Определение необходимых количеств СЦЭ и NaOH производится точно так же,-как и для реагента ССБ.

ПФЛХявляется продуктом формальдегидиой конденсации полифенолов растворимых смол — отхода при газификации древесины. Темно-коричневое твердое вещество, растворимое в воде и водных растворах щелочи. Для обработки глинистых растворов ПФЛХ применяется 5—10%-ной концентрации. Соотношение ПФЛХ и щелочи варьируют от 1 : 0,1 до 1 : 0,5 (на воздушно-сухие вещества) в зависимости от состава глинистого раствора, его щелочности и требуемой вязкости.

Сулькор — сульфитироваыный щелочной экстракт одубины. Темно-коричневое твердое вещество. Аналог ПФЛХ.

Окисленный лигнинготовится путем обработки гидролизного лигнина разбавленной или концентрированной азотной кислотой, смесью азотной и серной кислоты, газообразным хлором или хлорной водой. В зависимости от применяемого окислителя полученный продукт условно называется нитро или хлорлигнином. Окисленный лигнин представляет собой желто-коричневый порошок, растворяющийся в водных растворах щелочи. Наиболее часто применяется реагент 5%-ной концентрации при соотношении лигнина и щелочи 1 : 0,3 (воздушно-сухие вещества).

Синтан-5 — продукт омегасульфирования новолачной смолы на основе фенолов буроугольногопроисхождения. Синтетический дубитель. Твердоекоричневое вещество,растворимое в воде и щелочных растворах. Аналог ПФЛХ.

Еловый экстракт— сульфитированный водный экстракт еловой коры, темно-коричневый сухой продукт, растворимый в воде и водных растворах щелочей. Аналог ПФЛХ.

Реагенты-понизители вязкости специальногоназначения

Комплексные фосфаты(полифосфаты) — натриевые гексомето-фосфат, пирофосфат, триполифосфат. Добавка кглинистым растворам не более 1—1,2%; превышение этого количества вызывает загу-стевание растворов. Применение полифосфатов наиболее эффективно при единовременной обработке (спуске колонн, электрометрических работах и т. п.), но они могут применяться также при бурении неглубоких скважин. Полифосфаты нецелесообразно применять для разжижения соленых растворов, так же как и в условиях высокой забойной температуры, при которой они разлагаются; не могут они применяться также в известковых, гипсовых, высококальциевых и других растворах, так как с растворимыми солями кальция дают осадки. »

Хроматиые реагенты (анионные соединения хрома) — хроматы и бихроматы калия и натрия.

Оранжевые поршни или сплавы, хорошо растворимые в воде. Применяются в условиях высокой забойной температуры для предотвращения вызванного ею загустевания растворов. Наиболее эффективны при температуре свыше 373° К, когда другие реагенты, служащие для разжижения вязкости, перестают действовать. Хроматные реагенты можно добавлять к различного рода промывочным растворам (пресным, известковым, минерализованным, утяжеленным) раздельно или совместно с реагентами-стабилизаторами в виде хромгуматов, хромлигносульфонатов и др.

Применяют хроматные реагенты в виде водных растворов 10%-ной концентрации. Единовременные добавки их 0,05—0,2% (по массе сухого вещества па объем раствора).

Комбинированные реагенты

Исследованиями установлено, что одновременное применение УЩР и ССБ для обработки глинистых растворов позволяет регулировать толщину сольватных оболочек и тем самым достигать снижения водоотдачи раствора без повышения его вязкости.

Оптимальные количества УЩР и ССБ подбираются в лаборатории. Содержание бурого угля в комбинированном реагенте составляет 10%, каустической соды обычно 2%, а ССБ от 0,2 до 4%.

Рецепты комбинированных реагентов принято обозначать так: К-10-2-0,2, К-10-2-0,5 и т. д. (первая цифра — процентное содержание сухого бурого угля, вторая — процентное содержание кристаллической каустической соды, третья — процентное содержание сухой ССБ). Необходимые количества ССБ подсчитывают по формулам (24) или (25), каустической соды — по (23), бурого угля — по (2), (21) и (20).