Способ устройства противофильтрационного покрытия шламовых амбаров

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при создании противофильтрационных покрытий шламонакопителей. Цель изобретения -уменьшение фильтрации и времени форми- .рования покрытия, а также повышение устойчивости его к агрессивному воздействию минерализованных шламовых отходов бурения. Способ устройства противофильтрационного покрытия шламовых амбаров включает последовательное нанесение на дно и стенки амбара слоя отработанного бурового раствора, содержащего 30-50 мас.% глинистого материала.а затем слоя полимерного материала, в качестве »(оторого используют олигомер толуидендиизоцианата с пропиленгликолем с мол.м. 1000-1500 и содержанием изоцианатйых групп 5-6%. количество которого составляет 85-95% от массы глинистого материала. Коэффициент фильтрации покрытия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 02 0 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4451487/33 (22) 24.05.88 (46) 30.01.92. Бюл, Q 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.Ю,Шеметов, В.И.Матыцын, Л,П.Вахрушев. Ю,Н.Мойса, А.С.Кульнев, С.К.Михалев и P.Ã.Èñêàíäàðîâ (53) 624.38.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 407998, кл. Е 02 0 3/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

ЬВ 588288, кл. Е 02 О 3/12, 1975. (54) СПОСОБ УСТРОЙСТВА ПРОТИВО-

Ф ИЛ ЬТРАЦИО Н НОГО ПОКРЫТИЯ ЩЛАМОВЫХ АМБАРОВ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при создании противофилътрационных IloKpblтий шламонакопителей. Цель изобретения—

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при создании противофильтрационных покрытий шламонакопителей.

Цель изобретения — уменьшение фильтрации и времени формирования покрытия, а также повышение устойчивости его к агрессивному воздействию минералиэованных шламовых отходов бурения.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На подготовленную поверхность дна и стенок шлзмонакопителя сначала наносят слой глинистого материала толщиной 0.5

„„5U„„1709017 А1 уменьшение фильтрации и времени форми.рования покрытия, а также повышение устойчивоСти его к агрессивному воздействию минералиэованных шламовых отходов бурения. Способ устройства противофильтрационного покрытия шламовых амбаров включает последовательное нанесение на дно и стенки амбара слоя отработанного бурового раствора, содержащего 30 — 50 мас.% глинистого материала,а затем слоя полимерного материала, в качестве которого используют олигомер толуидендиизоцианата с пропиленгликолем с мол.м. 1000-1500 и содержанием изоцианатных групп 5-6, количество которого составляет 85-957ь от массы глинистого материала. Коэффициент фильтрации покрытия (0,33 — 0,34) х 10.1т м/с. время формирования покрытия .5-30 мин, коэффициент фильтрации минералиэованных отходовбурения через 354 сут(0,380,39) х 10 м/с.3 табл. см, в качестве которого используют отработанный буровой раствор (ОБР), содержащий

30-50 мас. глинистого материала. Затем

nosepx этого слоя наносят слой такой же толщины из пленкообразующего полимерного материала, в качестве которого используют олигомер толуидендиизоцианата с пропиленгликолем, имеющий мол.мас.

1000-1500 и содержащий в своем составе

5-6 изоционатных групп. Олигомеры при этом берут в количестве 85-95% от массы глинистого материала. Образованный слой оставляют на твердение и формирование противофильтрзционного покрытия, После образования покрытия (через 5-30 мин по1709017

25

50 сле нанесения слоев) шламовый амбар заполняют отходами бурения.

Отработанный глинистый буровой раствор представляет собой отход и роцесса бурения скважины, требующий утилизации.

ОБР— это водоглинистая суспензия, обработанная в процессе бурения химреагентами различной природы, с целью придания буровому раствору нужных технологических свойств. Для обработки используются, главным образом, такие химреагенты, как

УЩР, окзил и некоторые другие, взятые в весьма незначительных количествах (деся- тые и сотые доли процента). Однако в процессе бурения и промывки скважины они претерпевают термогидролитическую деструкцию и в отходе (ОБР) указанные реагенты в исходном состоянии практически не встречаются. Общее содержание в ОБР таких реагентов оценивается обычно по величине органического углерода, который определяется методом бихроматной окисляемости и характеризуется показателем химического потребления кислорода (ХПК), Содержание глины в ОБР, как правило, составляет 30-50"-,ь, а водной фазы — 50-70 g

ОБР такого фазового состава являются наиболее типичными отходами бурения основных нефтяных месторождений страны.

Условная вязкость ОБР по воронке

ВБР— 1 составляет 120 — 140 с, т.е. его технологические свойства позволяют использовать систему гидротранспорта для создания покрытия.

За счет высокой реакционной способ- 35 ности сополимера (что осуществляется при содержании в нем 5 — 6% из оцианатных групп) и его высокой проникающей способности (это обеспечивается при мол.мас. порядка

1000 — 1500) даже в слабодренированный грунт достигается качественное сцепление полимерного материала с породой грунта.

Содержащаяся в ОБР вода выполняет функцию отвердителя, а глинистые компоненты

ОБР— функцию наполнителя, заполняя поры и пооницаемые каналы, В результате

Этого покрытие становится практически непроницаемым. Кроме того. использование сополимеров исключает возможность механического или иного повреждения сплошности, покрытия как в процессе его формирования, так и при эксплуатации шламового амбара, поскольку образующаяся пленка повторяет рельеф дна и стенок шламохранилища и хорошо адсорбируется в почвогрунтах.

Повышение устойчивости покрытия к солевой агрессии отходов бурения достигается также за счет глинистых частиц, адсорбировавшйх на себе защитные полимеры из бурового раствора и являющихся наполнителем при формировании полимерной пленки из сополимера. При этом образуются прочные органо-минеральные связи между матрицей пленки и глинистой частицей.

Сокращение времени образования непроницаемого покрытия происходит вследствие интенсивной реакции полимеризации изоцианатного полимера под действием водной фазы ОБР.

Раздельное нанесение слоев обусловлено тем, что при смешении ОБР с предполимером изоцианатного типа практически мгновенно начинает протекать реакция поликонденсации с необратимым образованием пространственной структуры. что препятствует формированию покрытия высокого качества.

В лабораторных условиях проводили испытания по оценке эффективности способа создания противофильтрационного покрытия шламовых амбаров по следующей методике. На подложку из супесчаного грунта наносился отработанный буровой раствор толщиной 0,5 см. а затем состав изолирующего материала. Образованный слой оставляют на твердение и формирование противофильтрационного покрытия.

После образования покрытия (через 5-30 мин) в контейнер заливают подвижные отходы бурения (ОБР и шлам). Оценку качества противофильтрационного покрытия и устойчивость к разрушающему действию солевой агрессии со стороны отходов, содержащихся в шламовых амбарах, проводят по коэффициенту фильтрации.

Результаты этих испытаний представлены в табл.1,2 и 3.

Как видно из этих табл. 1 — 3, противофильтрационное покрытие, выполненное по предлагаемому способу, имеет низкую проницаемость,малое время формирования и высокую устойчивость по отношению к агрессивному воздействию на него минерализованных шламовых отходов бурения.

Формула изобретения

Способ устройства противофильтрационного покрытия шламовых амбаров, включающий нанесение на дно и стенки амбара полимерного и глинистого материалов. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения фильтрации и времени формирования покрытия, а также повышения устойчивости его к агрессивному воздействию минерализованных шламовых отходов бурения, сначала наносят слой глинистого материала. в качестве которого используют отработанный буровой раствор с содержанием 30-507; глинистого материала, а в ка1709017 честве полимерного материала используют олигомер толуидендиизоцианата с пропиленгликолем с мол.мас, 1000-1500 и содерТ а б л и.ц а 1

Наименование составов показатели нх свойств

Прототип

Заявляемый состав

Запредельный диапазон

Заявляемый диапазон

1 3 " . 5

Содервание ингредиентов в составах для создания противофильтрационного покрытия .вламовых амбаров, мас.ъг .высокодисперсные глинистые частицы 5 хлористый натрий 90 хлористый калий 5

Отработанный глинистый буровой раствор

10

Предполимер .иэоцианатного типа

85

Время формирования противофильтрационмого покрытия,ч-мин 188 2 455 мин 2 ч 20 мин

5 мин .30 мин

l5 мин

Показатель противофильтрационной способности составов: коэффициент фильтрации,м/с

2,4 10 О, 33"10 0,33 . 10 0,34 . 10 0,92- 1 О 0,86 -1 О

0,39 10 0,61 1О 0,46 10

7,4 10 0,39 ° 10 0,38 ° 10

Т а б л и ц а 2

Результаты испытаний заявляемого способа при различном.соотноаении . глины и водной фазы в составе отработанного глинистого бурового раствора

Показатель

Соотновение содермания глины и водной фазы ° составе ОБР, В

«ЮФТЯМ

30:70 50:50 40160 25!75 55:45

Время формирования противофилътрационного покры тия, ч/мин 5 мин 30 ме 15 мин 1 ч 5 мин 48 мин

Покаэвтель противофильтрационной способностикоэффициент Фильтрации, -1т -и -g7 -у - о и/с 0,33 10 0,33 10 0,34 10 О, 17 ° 10 0,91.10

Показатель устойчивости покрытия к солевой агрессии - коэффициент филътрации через 354 сут., и/с 0,39 l0 0,38-10 0,39 ° 10

0944 10 ™ 0,63 10

П р и м е ч а н и е. Количество полимерного материала so всех случаях составляло 90э от массы глинистого материала.

Показатель устойчивости покрытия к солевой агрессии: коэффициент фильтрации через

354 сут, и/с жанием изоцианатных групп 5-6, взятый в количестве 85-95 от массы глинистого материала, 1709017

Та бли ц а 3

Компонентный состав мас. Ф крытня, мин,ч

0,26.10 10,0

1000

5 мин 0,32 10 11,0

1250

5.5 лт

10 ммн 0,33 10 11,0

1500

0,26 10 Ие текуы °

8 мин

1 700

0,87 10 9,0

950 4

180 мин

Составитель Ц.Бикбулатова

Техред М;Моргентал Корректор И,Муска

Редактор IN.Tîâòèí

Заказ 412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Рауи1ская наб., 4l5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 э

Глинистый материал 10а + пленкооб разуащий матери" ал-90ь

Глинистый материал 1Щ + пленкообразующий матери" ал 90а

Глинистый материал 103 + пленкообразующнй материал - 902

Глинистый матери" ал 10ь + пленкообразующий материал - 90ь

Глинистый материал 103.+ пленкообразующий - 90т

Иоле кулярная масса пленкооб- разующего материала

Содержание изоционатных групп,т

Время формирования поКоэффициент

Фильтрации покрытия, н/с

Условная вязкость на ВБР-1, с