Способ пеногашения

 

Изобретение относится к области пеногашения и может быть использовано в процессах пеногашения газожидкостных очистных агентов и буровых растворов. Целью изобретения является повышение эффективности пеногашения газожидкостных агентов и буровых растворов и снижение расхода пеногасителя. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве кремнийорганического реагента - пеногасителя используют продукт этерификации олигомеров кубового остатка производства тетрахлоршлака. 3 табл.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 01 О 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682391/26 (221 20.03.89 (46) 07.05.92. Бюл. N 17 (71) Иркутское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института методики и техники разведки и Иркутский институт органической химии СО АН СССР (72) А.В.Ржепка, А.А,Фигурак, P.Ã.Mèðñêîâ, Л.И,Губанова, С.В.Корчагин, И.А.Павлова и

М.Г. Воронков (53) 66.046,74 (088.8). (56) Тихомиров В,К. Пены. — М.: Химия, 1975, с. 216-217, (54) СПОСОБ ПЕНОГАШЕНИЯ

Изобретение относится к бурению скважин различного назначения и может быть использовано в процессах пеногашения газожидкостных очистных агентов и буровых растворов, Известны способы пеногашения с использованием различных природных и синтетических органических соединений, Недостатком всех этих способов является большой расход реагентов (до 3 /), Известен способ, включающий и рименение пеногасителей на основе кремнийорганических полимеров класса линейных полиметилсилоксанов ПМС, 200, 300, 400, 500;ПЭС-3, ПГЖ-891 и др. Однако пеногаси-. тели на основе полиметилскпоксанов имеют недостаточную эффективность пеногашения, не обеспечивают дезактивацию пенообразующего раствора после пеногашения и возможность его повторного.использования, т.е. восстановления пенообразующей способности.

SU,, 1731251 А1 (57) Изобретение относится к области пеногашения и может быть использовано в процессах пеногашения газожидкостных очистных агентов и буровых растворов.

Целью изобретения является повышение эффективности пеногашения газожидкостных агентов и буровых растворов и снижение расхода пеногасителя. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве кремнийорганического реагента — пеногасителя используют продукт этерификации олигомеров кубового остатка производства тетрахлоршлака. 3 табл, Цель изобретения — повышение эффективности пеногашения и снижение расхода пеногасителя при обеспечении восстановления пенообразующей способности, Указанная цель достигается использованием кремнийорганического полимера, полученного этерификацией олигомеров кубового остатка производства тетрахлорсилана в качестве пеногасителя газожидкостных очистных агентов и буровых растворов.

В качестве исходного сырья для получения пеногасителя используются кубовые остатки производства тетрахлорсилана.

Предлагаемый пеногаситель, получают следующим образом.

В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и газоотводной трубкой, опущенной в водный раствор щелочи для поглощения выделяющегося хлористого водорода, помещали 500 г кубового остатка производства тетрахлорсилана (т.кип. 150 С), а затем прикапывали 1500

1731251

10

20

30

40

r бутилового спирта. После этого смесь нагревали до 100 С и отгоняли непрореагировавший бутиловый спирт.

Полученный продукт представляет собой прозрачную желтоватую жидкость. не растворимую в воде, растворимую в бутиловом спирте, диметилсульфоксиде и имеющую следующие физико-химические свойства:

Относительная плотность. d 4 0-89

Показатель преломления для D-линий натрия, п2 О 1,4225

Температура затвердевания, С Не выше 60

Элементный состав, мас.%: Si 14,39 Н 9,51 С 49,35.

Продукт представляет собой смесь олигомерных и полимерных продуктов линейной сетчатой и циклической структуры. содержащую связи Si-О-Si.

Пример 1. Способ пеногашения, В газожидкостную смесь (пену) с известной исходной плотностью, полученную при перемешивании в миксере "Воронеж" пенообразующего состава на основе 0,5 мас,% водного раствора различных ПАВ, в том числе сульфонола, эмульгатора е-30 (ГДР) или алкилсульфоната (" Лотос" ), добавляли 0,05 - 1,0мас,% известного (ПМС-400) и предлагаемого (ПБС) пеногасителя, затем перемешивали 1 мин и измеряли кратность и плотность после пеногашения. Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Пример.2. Способ пеногашения для предотвращения пенообраэования (вспенивания) буровых растворов. обработанных вспенивающими реагентами, например

ПАВ, осуществляли следующим образом, Приготавливали перемешиванием комплексный реагент, содержащий сульфонол в качестве реагента, обладающего высокой пенообразующей способностью, и пеногаситель в соотношении 5:2,5, соответственно. Полученный комплексный реагент вводили в ранее приготовленные пробы трех типов буровых растворов; техническую воду, полимерный безглинистый раствор (0,25 мас.% ПАА) и малоглинистый раствор (5,0 мас,% глинопорошка). Результаты обработки буровых растворов для предотвращения их вспенивания известным и предлагаемым пеногасителем приведены в табл, 2, Таким образом, пеногаситель может . быть использован для гашения на выходе из скважины в процессе циркуляции газожидкостных очистных агентов, полученных и пенообразующих составов, т.е. водных растворов различных поверхностно-активных веществ (ПАВ), а также для предотвращения нежелательного вспенивания с соответствующим снижением плотности глинистых и безглинистых буровых растворов при их обработке химическими реагентами, способствующими вспениванию.

Оптимальной концентрацией ввода пеногасителя является 0,1-0,4 мас. %, так как при меньшей концентрации эффективность пеногашения недостаточная, а при большей концентрации эффективность пеногашения возрастает незначительно при большом расходе пеногасителя (табл, 1, пробы 5 и 6).

Как видно из табл. I, предлагаемый способ пеногашения с использованием ПБС значительно эффективнее, чем с применением полиметилсилоксана ПМС-400, ПБС в оптимальном диапазоне концентраций (0,10,4 мас.%) обеспечивает в зависимости от типа пенообразующего ПАВ уменьшение кратности "погашенной" пены (К /Кп) в 2,28,7 раза и повышение плотности (П,/Пи) в

2,8-8,8 раза. ПМС-400 даже при концентрации 1;0 мас.% снижает кратность в 1,5 раза и увеличивает плотность только в 1.52 раза.

Из данных табл. 2 видно, что введение

ПБС в буровые растворы совместно с вспенивающими реагентами (в качестве примера взят сульфонол, имеющий наибольшую пенообразующую способность) обеспечивает большую степень подавления пенообразования по сравнению с ПМС-400. Так, например, плотность возрастает в 4,5-8,9 раза, а кратность вспенивания уменьшается в 4,5-8,7 раза. При равной концентрации для

ПМС-400 аналогичные критерии эффективности пеногашения не превышают 1,09-1.17 и 1,28-1,34 раза соответственно.

Важным преимуществом предлагаемого способа ввиду наличия в пеногасителе подвижных бутокси-;рупп (C4HgO) является инвариантность его пеногасящих свойств. что дает возможность восстановления пенообразующих свойств жидкой фазы (ПАБ + вода) "погашенной" после введения ПБС газожидкостной смеси (ГЖС). При этом обеспечивается возможность создания замкнутого цикла циркуляции ГЖС в процессе бурения по следующей схеме.

Пена, выходящая r процессе бурения из скважины, направляется в емкость-отстойник, где гасится введением предлагаемого пеногасителя. Полученный раствор (жидкая фаза ГЖС) обрабатывается соляной кислотой 0,1-0,5 мас,%, а затем нагревается до

20-60 С в течение 2-3 ч. После охлаждения раствора до начальной температуры в него добавляется 0,02-0,47 мас.% гидроксида натрия, обеспечивающего нейтрализацию соляной кислоты. При этом пенообразующий

1731251

ПробПе>лооблразоаатель, мас. 6

11г»а т н.>r.ть

Cr но гаситель, мас.т

Пг>от ность после пеногаЭффектиеглость пеноКратност ь после

r>t >iоf Bu>(:

>к сть ис.с лл— гашения исколнс»> гсПОС AIIC-400

>к»э гс> ь,1:н

Пп/Пи Ки/Кл н>л, л/лмэ

Пк ь:е> ия, г/смэ, ПО ния, I . „ прсллar;>e».,»> сги>соб

2,6

4,2

8,7

Е.5

Е,з

Е.3

4,3

4, 6 г,е

0,45

0,05

0,105

0,105

0 > 1125

О, 10г5

О, 1(>5

0,lO„

0, 09".

10 С

10 0

1:,О

Суль, ю >ол, О, 5

2 Тсэ лье

I>

2,4

0,46

0,93

О, 1

0,89 е,а

6,7

Я r, Е,6

3,6

0,25

I,15

1>1>

10,0

I>> 0 ь

I iL н

1,0

I:„0

0>90

0,25

7 E - 30 0,5

0 "Лотос" (алк:>лсульфат) 0,5

13,0

0,35

2,9

6,;

С, I4

0,40

2,8

3,0

2,2

11аа>ЭСтмь»а СПОСОб

Суп..-„о .„;, О, 10 Тл ье

11

12

13

14 E-30, 05

10> 0

0,О5 9,Е

0> 105

О, 105

0,105

О, Iй л

0,10

1,05

1,02

1,05

10,0

0,1

9.7

0,115

1,03

7,Е

I,14

10 О

О,г

0,12

1,ã0

1,24

1,52

10,0

7,6

0,5

0,13

1,30

1,0 6,7

0,25 10,0

Iv,0

О, 105

0,16

1, 50

13. О

0,105

I,07

1,30

0,30

15 Л>глтос" (алкилсульфат), 0,5 (г

0,14

0,25 4

2,14

1,33 состав восстанавливает пенообразующие свойства и после повторного вспенивания в компрессорно-дожимном устройстве буровой повторно используется в качестве очистного агента. 5

Для экспериментальной проверки восстановления пенообразующей способности пенообразую.цего состава после пеногашения предполагаемым пеногасителем было приготовлено 11 проб газожидкостной сме- 10 си (табл. 3), Пример 3. В газожидкостную смесь (пену) кратностью 10, полученную как указано в примере 1 (проба 1, табл. 1), и пенообразующего состава (0,5 мс.% сульфонала) 15 добавляли раствор технической соляной кислоты (0,1-0,5%), Затем колбу со смесью в течение 2-3 ч нагревалидо 20-60 С. После б охлаждения смеси до комнатной температуры содержимое колбы нейтрализовали гид- 20 роксидом натрия (0.07-0,47 мас,%) до рН

6-7. Повторное вспенивание производили при перемешивании в течение 5 мин на миксере "Воронеж". а затем измеряли кратность полученной пены и время истечения 25

50% пенообразующего раствора, т.е, жидкой фазы ГЖС, характеризующее ее стабильность, Результаты исследований приведены в табл. 3.

Из полученных данных видно, что при 30 повторном вспенивании кратность полученной ГЖС достигает в зависимости от концентрации пеногасителя, соляной кислоты. и режима кислотной обработки 2,1-10,0 при стабильности 120-400 с. . Таким образом, применение предлагаемого способа пеногашения по сравнению с использованием известного полиметилсилоксана ПМС-400 обеспечивает в 2-8 раз повышение эффективности пеногашения. т.е. большую степень снижения кратности и повышения плотности при меньшем в два раза расходе пеногасителя, Кроме того, совместное или раздельное введение нового пеногасителя в буровые растворы со вспенивающими химическими реагентами в 4,08,0 раэ эффективнее по предупреждению снижения плотности (Пл/Пи) и вспенивания раСтВОра (Ки/Кп), ПрИ ИСПОЛЬЗОВаНИИ ПрЕдлагаемого способа пеногашения возможно также восстановление пенообразующих свойств пенообразующего состава и его по вторное использование, т.е. организация замкнутого цикла циркуляции и охрана окружающей среды при бурении с ГЖС.

Формула изобретения

Способ пеногашения, включающий введение кремнийорганического реагента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности пеногашения гаэожидкостных очистных агентов и буровых растворов и снижения расхода пеногасителя, в качестве кремнийорганического реагента используют продукт этерификации олигомеров кубового остатка производства тетрахлорсилана, таблиц

1731251

Таблица 2 таблица3

Концентрация, мас.Ф

Ренин кислотной обработки

Количест" ео !1а01! для нейт- рализации, мас.Ф

Кратность пены пос"

Время истечения

504 пеноо6р.раствора, с

ПБС ПИС"400 НС1 ле повторного вспенивания

1,0 0,5

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,1

0,2

0,2

O, I

0,3

О ° 2

0,3

0,4

О,1

0,4

0,2

0,1

0,5

0,2

0,5

Составитель А.Ржепка

Техред М,Моргентал Корректор Т.8аш

Редактор Е.Папп

Заказ 1529 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

GO 20

GO

GO

ЬО

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2.5

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

3,0

0,39 .О, 07

О,ОЕ

0,07

0,09

0,06

0,07

0,16

0,16

l v

0,07

0,05

0,14

О ° 24

0,24

0,11

0,12

0,23

0,37

0,32

0,36

0,15

O,14

0,30

0,45

0,45

0,47

0,2

0,19

0,42

1,4

5,4

6,0

9,2

3,0

2,1

6,2

5,2

6,4

10,0

5,5

4,2

6,2

5,9

7,4 е.з

5,3

6,6

7,0

7,1

7,2 е,з

6,5

9,0

10,0

7,2

7,7

8,2

6,3

7,5

7,7

220 ззэ

151

264

337

3!5

294

274

352

317

346

324

336

294 г6Е

300