Способ обработки бурового раствора, содержащего реагенты, подверженные микробной деструкции

 

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для химической обработки буровых растворов на водной основе. Сущность: в буровой раствор в качестве бактерицидной добавки вводят тиазон-3,5-диметилтетрагидро-1,3,5,-тиадиазинтион в количестве не менее 0,1% от массы бурового раствора. Введение тиазона в буровой раствор обеспечивает повышение бактерицидных свойств бурового раствора при одновременном снижении его фильтрации. 4 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к химической обработке полимерных буровых растворов на водной основе.

Известно, что промывочные жидкости, используемые при бурении скважин, подвергаются микробной деструкции [1] Микроорганизмы способны разрушать нефть и смазочные добавки, водорастворимые эфиры целлюлозы (КМЦ ОЭЦ, СЭЦ и др. ), крахмал и другие полисахариды, входящие в состав бурового раствора. В буровом растворе развиваются также сульфатредуцирующие бактерии (СРБ), образующие в процессе жизнедеятельности сероводород. Развитие этих групп микроорганизмов приводит к изменению технологических параметров бурового раствора, повышенному расходу полимерных реагентов и коррозии металлического оборудования.

Для предотвращения микробной деструкции реагентов, входящих в состав промывочных жидкостей, существуют различные способы.

Известен способ обработки буровых растворов диалкиламинами, используемыми в качестве ингибиторов микробиологической деструкции КМЦ [2] Однако применение этих параметров малоперспективно, поскольку они имеют низкую антимикробную активность и летучи, обладают резким запахом, в силу чего мало технологичны.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому эффекту является способ обработки бурового раствора N-окись-4 нитропиридином, используемым в качестве бактерицидной добавки [3] Недостатками этого способа являются относительно невысокая антимикробная активность и узкий спектр антимикробного действия, а также отсутствие промышленного способа его производства.

Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является повышение бактерицидных свойств бурового раствора и одновременно снижение его фильтрации.

Для этого в способе обработки бурового раствора на водной основе, содержащего реагенты, подверженные микробной деструкции, путем введения в него бактерицидной добавки, согласно изобретению в качестве бактерицидной добавки используют тиазон (3,5-диметилтетрагидро-1,3,5-тиадиазинтион), который одновременно снижает фильтрацию бурового раствора.

Тиазон (3,5-диметилтетрагидро-1,3,5-тиадиазинтион) производится промышленным способом (ТУ-113-04-214-86) и выпускается в виде порошка, что снижает затраты при его транспортировке. Известно его применение в сельском хозяйстве фунгицида и нематоцида. Кроме того, тиазон обладает бактерицидными свойствами. Однако для обработки промывочных жидкостей тиазон не применялся и его свойство снижать фильтрацию бурового раствора неизвестно. Тиазон снижает фильтрацию буровых растворов и одновременно ингибирует развитие микроорганизмов. Таким образом, тиазон выполняет функцию бактерицида и понижает фильтрацию бурового раствора. Снижение фильтрации уменьшает расход полимера и способствует стабилизации коллоидной системы бурового раствора.

Испытание антимикробной активности препарата и измерение технологических параметров проводили, используя промывочные жидкости, полученные с буровых предприятий объединения "Кубаньгазпром". В состав промывочных жидкостей входили: бентонит, КМЦ, углещелочной реагент и нефть. В 1 л бурового раствора вносили бактерициды в количестве 1, 3, 5 г (0,1, 0,3, 0,5%) и перемешивали на лабораторной мешалке ЛМ-1 в течение часа. Количественный учет микроорганизмов проводили посевом исследуемых промывочных жидкостей на МПА, среду Постгейта Б (для учета СРБ), минеральную среду для выявления нефтеокисляющих микроорганизмов и среду с КМЦ для выявления целлюлозоразлагающих микроорганизмов после 24 ч и 4-недельной инкубации буровых растворов с бактерицидом. Для сравнения приведены аналогичные эксперименты с N-окись-нитропиридином, принятым за прототип. В качестве контроля использовали буровой раствор без бактерицидных добавок. Измерение технологических параметров буровых растворов проводили общепринятыми методами. Показатель фильтрации измеряли на приборе ВМ-6, статическое напряжение сдвига (СНС) на приборе СНС-2, условную вязкость на вискозиметре СПВ-5.

При обработке промывочной жидкости бактерицидом учитывали как уменьшение общего количества микроорганизмов в буровом растворе, так и влияние бактерицида на отдельные физиологические группы микроорганизмов: сульфатредуцирующие бактерии, целлюлозоразрушающие и нефтеокисляющие микроорганизмы. Анализ этих физиологических групп микроорганизмов проводили потому, что они оказывают наибольшее повреждающее действие на химические реагенты, входящие в состав бурового раствора. Нефтеокисляющие микроорганизмыи разрушают нефть и смазочные добавки, целлюлозоразрушающие вызывают деградацию полимеров, сульфатредуцирующие бактерии выделяют сероводород. Все это приводит к нарушению технологических параметров бурового раствора и вызывает коррозию технологического оборудования.

В табл. 1 и 2 приведена характеристика бурового раствора (БР), обработанного тиазоном, соответственно через сутки и 30 сут.

Добавление к буровому раствору тиазона в концентрации 0,1-0,5% обеспечивает ингибирование жизнедеятельности практически всех физиологических групп микроорганизмов (М/О) и снижение показателя фильтрации. Обсемененность бурового раствора после обработки тиазоном снижается в 10-100 раз (в зависимости от концентрации бактерицида) через сутки и в 1-100 тыс. раз через 30 сут. Ингибирование микрофлоры бурового раствора N-окись-4 нитропиридином было выражено в меньшей степени: количество микроорганизмов в растворе снижалось в 10-100 раз.

Результаты влияния бактерицидов на различные группы микроорганизмов представлены в табл. 3 и 4.

Из данных, представленных в табл. 3 и 4, видно, что рост СРБ подавляется полностью при концентрации тиазона 0,1% в отличие от N-окись-4 нитропиридина, который действует бактериостатически. Через 30 сут количество СРБ в пробах бурового раствора с N-окись-4 нитропиридином увеличивается от 100 до 700 микробных клеток в 1 мл раствора, в то время как в образцах, содержащих тиазон, развития СРБ не наблюдалось. Аналогичные результаты получены при исследовании нефтеокисляющих микроорганизмов. В меньшей степени тиазон ингибирует целлюлозоразлагающие грамположительные споровые бактерии. Однако и в этом случае активность его выше, чем у N-окись-4 нитропиридина. Обработка тиазоном снижает количество целлюлозоразлагающих микроорганизмов в 10-100 раз, а N-окись-4 нитропиридином только в 10 раз. Добавка тиазона в концентрации меньше 0,1% не дает положительного эффекта, внесение более 0,5% препарата в буровой раствор экономически нецелесообразно. Введение тиазона в буровой раствор приводило к снижению фильтрации при всех испытанных концентрациях. В зависимости от концентрации препарата и срока инкубации фильтрация бурового раствора уменьшалась от 7 до 4,5 см³ и от 12 до 4,2 см³. Добавление N-окись-4 нитропиpидина в буровой раствор в тех же концентрациях оказывало меньший бактерицидный эффект и не приводило к уменьшению показателя фильтрации. В контрольном образце бурового раствора, не содержащем бактерицидных добавок, происходило увеличение количества микроорганизмов от 5˙10⁶ до 7,6˙10⁷ в 1 г бурового раствора и рост показателя фильтрации от 7 до 12 см³.

Таким образом, применение предлагаемого препарата тиазона является целесообразным и экономически оправданным.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО РЕАГЕНТЫ, ПОДВЕРЖЕННЫЕ МИКРОБНОЙ ДЕСТРУКЦИИ, путем введения в него бактерицидной добавки, отличающийся тем, что в качестве бактерицидной добавки используют тиазон-3,5-диметилтетрагидро-1,3,5-тиадиазинтион в количестве не менее 0,1% от массы бурового раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3