Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2014. — 108 с.
Специальность 03.02.08 – Экология(в химии и нефтехимии)
Научный руководитель: д.т.н., профессор Ягафарова Г.Г.
Цель работы: использование полимерной композиции
на основе побочного продукта (отхода) производства терефталевой
кислоты (ТФК) и модифицированного стиромаля (стиромаль-м) в составе
буровых растворов при строительстве нефтегазовых скважин
Научная новизна: Впервые предложено использовать побочный продукт (отход) химического производства ТФК и синтетический полимер – модифицированный стиромаль с молекулярной массой 200000 в качестве компонентов глинистого бурового раствора при строительстве нефтяных и газовых скважин. Установлено, что разработанный буровой раствор является экологически безопасным (индекс токсичности – 0,21) и обладает оптимальными реологическими свойствами.
2. Предложена полимерная композиция на основе побочного продукта (отхода) химического производства ТФК и синтетического полимера стиромаля-м для ограничения притока воды в скважину. Установлено, что оптимальное содержание побочного продукта производства ТФК в полимерной композиции составляет 9–12 % масс.
Практическая ценность результатов: Разработана экологически безопасная рецептура бурового раствора, предлагаемый
буровой раствор обладает низкими показателями величины статического напряжения сдвига и водоотдачи, высокими значениями вязкости и солестойкости, а также высокой термо- и биостойкостью при одновременной доступной и экономически рентабельной технологии приготовления. Эффективность разработанного раствора подтверждена промысловыми испытаниями, проведенными на скважине № 103 Китаямовской площади (Оренбургская область). В результате испытаний установлено, что бурение на буровом растворе, содержащем побочный продукт производства ТФК и стиромаль-м, позволяет пройти интервал 1407 – 3300 м без осложнений с получением ствола номинального диаметра.
Использование водоизоляционного состава на основе побочного продукта химического производства ТФК и синтетического полимера стиромаля-м позволит сократить приток воды в скважину и тем самым снизить нагрузку на окружающую среду. Содержание
Обзор литературы
Экологические аспекты технологии производства терефталевой кислоты
Метод получения терефталевой кислоты на ОАО «ПОЛИЭФ»
Экологическое обоснование производства терефталевой кислоты на ОАО «ПОЛИЭФ»
Источники и причины загрязнения природной среды при бурении скважин
Характеристика отходов бурения
Классификация отработанных буровых растворов и шлама
Состав отходов бурения
Полимерные реагенты в составе отходов бурения
Целлюлозные полимеры
Биополимерные реагенты
Крахмалсодержащие реагенты
Синтетические полимеры
Лигносульфонаты
Ограничение водопритоков в скважину
Методы ограничения притока воды в скважины
Материалы и композиции для водоизоляционных работ в скважинах
Особенности наклонно-направленного бурения скважин
Выводы, постановка целей и задач исследования
Материалы и методы исследования
Объекты исследования
Аппаратура и методы исследования
Методика изучения реологических свойств бурового раствора
Методика определения условной вязкости бурового раствора
Методика определения показателя фильтрации
Методика измерения рН бурового раствора
Методика определения статического напряжения сдвига
Методика определения динамического напряжения сдвига
Методика определения термостойкости бурового раствора
Методика изучения влияния минерализации на качество бурового раствора
Методика определения степени биодеструкции модифицированного стиромаля в буровых растворах
Методика изучения токсичности буровых растворов на основе стиромаля-м
Методика изучения водоизолирующих свойств составов на основе полимерной композиции
Установка исследования водоизоляционных свойств составов
Методика изучения фильтрационных свойств составов на насыпных и искусственных кернах
Исследование реологических свойств бурового раствора с использованием полимерных композиций
Исследование биостойкости токсичности буровых растворов на основе лигносульфонатов
Исследование функциональных свойств бурового раствора на основе стиромаля-м
Исследование термостойкости буровых растворов на основе стиромаля-м
Изучение влияния минерализации на качество бурового раствора на основе стиромаля-м
Изучение процесса гидрофилизации побочного продукта производства ТФК
Исследование реологических свойств буровых растворов на основе побочного продукта производства ТФК и стиромаля-м
Исследование степени биодеструкции полимерной композиции в буровых растворах
Исследование токсичности буровых растворов на основе полимерной композиции
Прогнозирование условной вязкости буровых растворов на основе полимерной композиции с помощью математической модели
Исследование водоизоляционных составов для предотвращения притока воды в скважины
Изучение фильтрационных свойств составов на основе полимерной композиции
Определение оптимального состава водоизоляционного раствора на основе полимерной композиции
Научная новизна: Впервые предложено использовать побочный продукт (отход) химического производства ТФК и синтетический полимер – модифицированный стиромаль с молекулярной массой 200000 в качестве компонентов глинистого бурового раствора при строительстве нефтяных и газовых скважин. Установлено, что разработанный буровой раствор является экологически безопасным (индекс токсичности – 0,21) и обладает оптимальными реологическими свойствами.
2. Предложена полимерная композиция на основе побочного продукта (отхода) химического производства ТФК и синтетического полимера стиромаля-м для ограничения притока воды в скважину. Установлено, что оптимальное содержание побочного продукта производства ТФК в полимерной композиции составляет 9–12 % масс.
Практическая ценность результатов: Разработана экологически безопасная рецептура бурового раствора, предлагаемый
буровой раствор обладает низкими показателями величины статического напряжения сдвига и водоотдачи, высокими значениями вязкости и солестойкости, а также высокой термо- и биостойкостью при одновременной доступной и экономически рентабельной технологии приготовления. Эффективность разработанного раствора подтверждена промысловыми испытаниями, проведенными на скважине № 103 Китаямовской площади (Оренбургская область). В результате испытаний установлено, что бурение на буровом растворе, содержащем побочный продукт производства ТФК и стиромаль-м, позволяет пройти интервал 1407 – 3300 м без осложнений с получением ствола номинального диаметра.
Использование водоизоляционного состава на основе побочного продукта химического производства ТФК и синтетического полимера стиромаля-м позволит сократить приток воды в скважину и тем самым снизить нагрузку на окружающую среду. Содержание
Обзор литературы
Экологические аспекты технологии производства терефталевой кислоты
Метод получения терефталевой кислоты на ОАО «ПОЛИЭФ»
Экологическое обоснование производства терефталевой кислоты на ОАО «ПОЛИЭФ»
Источники и причины загрязнения природной среды при бурении скважин
Характеристика отходов бурения
Классификация отработанных буровых растворов и шлама
Состав отходов бурения
Полимерные реагенты в составе отходов бурения
Целлюлозные полимеры
Биополимерные реагенты
Крахмалсодержащие реагенты
Синтетические полимеры
Лигносульфонаты
Ограничение водопритоков в скважину
Методы ограничения притока воды в скважины
Материалы и композиции для водоизоляционных работ в скважинах
Особенности наклонно-направленного бурения скважин
Выводы, постановка целей и задач исследования
Материалы и методы исследования
Объекты исследования
Аппаратура и методы исследования
Методика изучения реологических свойств бурового раствора
Методика определения условной вязкости бурового раствора
Методика определения показателя фильтрации
Методика измерения рН бурового раствора
Методика определения статического напряжения сдвига
Методика определения динамического напряжения сдвига
Методика определения термостойкости бурового раствора
Методика изучения влияния минерализации на качество бурового раствора
Методика определения степени биодеструкции модифицированного стиромаля в буровых растворах
Методика изучения токсичности буровых растворов на основе стиромаля-м
Методика изучения водоизолирующих свойств составов на основе полимерной композиции
Установка исследования водоизоляционных свойств составов
Методика изучения фильтрационных свойств составов на насыпных и искусственных кернах
Исследование реологических свойств бурового раствора с использованием полимерных композиций
Исследование биостойкости токсичности буровых растворов на основе лигносульфонатов
Исследование функциональных свойств бурового раствора на основе стиромаля-м
Исследование термостойкости буровых растворов на основе стиромаля-м
Изучение влияния минерализации на качество бурового раствора на основе стиромаля-м
Изучение процесса гидрофилизации побочного продукта производства ТФК
Исследование реологических свойств буровых растворов на основе побочного продукта производства ТФК и стиромаля-м
Исследование степени биодеструкции полимерной композиции в буровых растворах
Исследование токсичности буровых растворов на основе полимерной композиции
Прогнозирование условной вязкости буровых растворов на основе полимерной композиции с помощью математической модели
Исследование водоизоляционных составов для предотвращения притока воды в скважины
Изучение фильтрационных свойств составов на основе полимерной композиции
Определение оптимального состава водоизоляционного раствора на основе полимерной композиции