Растворы на углеводородной основе. Классификация, преимущества и недостатки. Техника безопасности и пожарная безопасность.
Растворы на нефтяной основе. Растворы, приготовленные с использованием извести, применяют наиболее часто и называют их известково-битумными (ИБР). В состав ИБР входят: 60 – 65% углеводородной жидкости, 15 – 25% высокоокисленного битума, 20 – 30% гашеной извести, 1% едкого натра и 0,75 – 1,5% ПАВ. Едкий натр и известь способствуют повышению стабильности раствора в результате образования кальциевых или натриевых мыл. Рассмотрим требования к основным компонентам ИБР. Нефтяная основа (нефть, дизельное топливо)должна иметь определенное соотношение ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов для того, чтобы обеспечить требуемую дисперсность асфальтенов, содержащихся в окисленных битумах. Асфальтены хорошо растворяются в ароматических углеводородах с образованием истинных растворов, но совершенно не растворяются и даже не набухают в парафиновых и нафтеновых углеводородах. Для обеспечения низкой фильтрации необходимо, чтобы размеры частиц асфальтенов соответствовали размерам пор разбуриваемых пород, а на стенках скважины откладывалась плотная непроницаемая корка. Исследования К.Ф. Жигача, Л.К. Мухина и др. показали, что фильтрация РНО снижается по мере уменьшения содержания ароматики в дизельном топливе, но при этом сильно возрастает вязкость. При большом содержании парафиновых углеводородов частицы асфальтенов образуют высокопрочные структуры. Было также установлено, что оптимальны 12 –18%-ные битумные растворы в высокопарафинистом дизельном топливе, содержащем около 10%, но не более 20% ароматики. В реальных условиях концентрация битума изменяется от 8 до 45%. Битум – остаток после отгонки из мазута (мазут – остаток после отгонки из нефтей легких фракций) масел – содержит некоторое количество масел и асфальто-смолистые вещества, состоящие из нейтральной смолы, главная составная часть которой – асфальтены – имеют наибольшее значение для растворов на нефтяной основе, а также асфальтогеновых кислот, карбенов и карбоидов (продукты разложения или глубокого окисления асфальтенов). Битумы можно представить как коллоидные системы с дисперсионной средой – маслами и смолами, а дисперсной фазой – асфальтенами. Растворение до коллоидных размеров (а не истинных) возможно лишь для высокомолекулярных асфальтенов, образующихся при окислении. Поэтому битум для РНО окисляют продувкой воздуха через его расплав. При этом происходит последовательное укрупнение молекул асфальтенов, масла частично переходят в смолы, а часть смол (растворимая в феноле фракция) образует асфальтены. После окисления битум должен иметь температуру размягчения 130 – 160°С, а показатель пенетрации 5 – 10, что соответствует переходу в хрупкое состояние. Это необходимо для измельчения окисленного битума в порошок, затаривания в мешки и удобства транспортировки. Установлено, что оптимальное содержание асфальтенов в битумах 43 – 48%, смол – около 17%. Для седиментационной устойчивости и развития структурно-механических свойств в РНО вводятся реагенты – стабилизаторы и активные наполнители. Стабилизаторами являются мыла щелочных и щелочно-земельных металлов, катионактивные и анионактивные ПАВ и др. Например, мыла на основе окисленного петролатума, жирных кислот, нафтеновых сульфокислот (НЧК), ПАВ – сульфонол, сульфонатриевая соль (СНС) и др. В качестве наполнителей для регулирования структурно-механических свойств растворов на углеводородной основе используются олеофильные глины (органобентониты) или гашеная известь. Олеофильные глины получают путем замещения части обменных катионов органическими катионами, в результате чего они способны распускаться в нефтепродуктах и создавать структуру. Получение таких глин сопряжено с определенными трудностями, поэтому в РНО чаще вводят известь. Обычно в раствор вводят высокоактивную негашеную известь и расчетное количество воды для ее гашения. Выделяемое при гашении извести тепло подогревает раствор (в летнее время до 70 – 75°С), что улучшает растворение битума, а Ca2+ идет на образование необходимых структур в РНО. Таким образом, регулирование прочности структуры и вязкости в РНО достигается соответствующим подбором углеводородного состава дисперсионной среды, варьированием содержания окисленного битума и наполнителей. Чем меньше содержание ароматических углеводородов, больше окисленного битума и наполнителя, тем выше показатели этих свойств. Плотность обычных РНО составляет около 900 кг/м3. С помощью утяжелителей можно поднимать ее до 2500 кг/м3. Используются те же утяжелители, что и для растворов на водной основе, однако необходима предварительная их гидрофобизация. Для гидрофобизации барита используются ПАВ типа сульфонола НП-3. Стабильность свойств РНО существенно зависит от содержания воды. Эти растворы могут расслаиваться при поступлении в них 8 – 10 % воды. При смешивании РНО с водой интенсивно увеличивается его вязкость. Для повышения стабильности в РНО вводят маслорастворимые анионактивные ПАВ типа сульфонола, сульфонатриевой соли и др., увеличивают добавки негашеной извести, связывающей воду.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Техника безопасности при РУО:
|
|
|
1)температура самовоспламенения паров ИЭР должны быть не менее чем на 500 выше температурыр-рана выходе из скв;
2)Избегать проведения сварочных работ;
3)Для сварочных работ оборудуется сварочный узел в стороне;
4)Обеспечить необходимое заземление;
5)У ротора содерж УВ выше 300 мг/м3 – прекратить работы ;
6)Противопожарные компоненты удваиваются;
7)Водяная линия должна быть под давлением;
8)Дополнительный комплект спецодежды;
9)Горючие материалы хранить не более 50м;
10)Устье скв герметизируется;
11)Линия должна быть опрессована 1,5Рр;
12)Циркуляция должна быть закрытой.
Безводные РУО.
В растворы на углеводородной основе (РУО) дисперсионной средой является углеводородная жидкость, представленная в основном нефтью, продуктами ее переработки (часто дизельным топливом – ДТ) и их смесями. Находят применение отходы масляных производств и так называемые «псевдомасла» на основе биоразлагаемых синтетических углеводородов. РУО подразделяются на два класса: – безводные РУО;– инвертно-эмульсионные растворы (ИЭР). Безводные РУО примущественно приготавливают на нефтяных углеводородах, поэтому для удобства назовем их растворами на нефтяной основе (РНО). Они включают в себя следующие виды:– на основе битумов; – на основе загущенных нефтей; – на основе органобентонитов. ИЭР представляют собой эмульсии II рода, в буровой практике часто называемые гидрофобно-эмульсионными растворами (ГЭР). Дисперсная фаза ИЭР преимущественно жидкая – минерализованная CaCl2 (NaCl, MgCl2) техническая или пластовая вода (содержание соли 180 – 240 кг/м3); твердая – молотая негашеная известь (гидроксид кальция CaO), глинопорошок (ПББ, ПБВ), железный купорос, хлорное железо, мел и барит (утяжелители). Для эмульгирования воды в углеводородной среде используют следующие ПАВ: эмультал, окисленный петролатум, СМАД-1М, украмин (или его аналог ИКБ-2), высокоокисленный битум, АБДМ-хлорид, СЭТ-1М и др. ИЭР по свойствам и условиям применения близки к РНО, но выгодно отличаются от них тем, что содержат значительное количество воды, а следовательно, существенно дешевле и менее пожароопасны. Соотношение водной и углеводородной фаз в ИЭР изменяется часто в диапазоне от 60:40 до 40:60. Содержание твердой фазы (без утяжелителя) составляет при этом 5 – 30 кг/м3. Различают несколько видов ИЭР: – ВИЭР (высоконцентрированный ИЭР); – ТИЭР (термостойкий ИЭР); – эмульжел (ИЭР, содержащий железный купорос); – ГЭР (гидрофобно-эмульсионный раствор и др.).
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 689; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!