Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические соединения

Номер патента: 6189

Опубликовано: 27.10.2005

Автор: Фон Кросигк Джеймс Ричард

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения и агент клеточного переноса, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации.

2. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации.

3. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения, агент клеточного переноса и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации.

4. Композиция по любому из пп.1-3, в которой указанные жидкости представляют собой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины.

5. Композиция по п.4, в которой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины представляют собой буровые растворы, смешанные с буровым шламом.

6. Композиция по любому из пп.1-3, в которой агент отверждения выбран или из группы, содержащей окислы щелочно-земельных металлов, гидроокиси щелочно-земельных металлов, шлаки на основе жирной извести, портландцемент и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей окись магния, перекись магния, гидроокись магния, силикат магния, окись кальция, перекись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей гидрид магния, борат магния, нитрат магния, фосфат магния, сульфат магния, гидрид кальция, борат кальция, нитрат кальция, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей

а) окись калия, перекись калия, гидроокись калия, гидрид калия, борат калия, нитрат калия, фосфат калия, силикат калия, сульфат калия;

б) гидроокись цезия, карбонат цезия, сульфат цезия;

в) окись натрия, перекись натрия, гидроокись натрия, гидрид натрия, борат натрия, нитрат натрия, фосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия;

г) окись лития, гидроокись лития, борогидрид лития и комбинации указанных веществ.

7. Композиция по любому из пп.1-3, в которой содержание агента отверждения составляет до 99 мас.%.

8. Композиция по любому из пп.1-3, в которой агент отверждения гидрофобизирован.

9. Композиция по п.1 или 3, в которой агент клеточного переноса представляет собой или нетоксичную органическую кислоту; или производную алломеланиевой кислоты; или выбран из группы, содержащей гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, лимонную кислоту, соли фульвиновой, лимонной и гуминовой кислот, лигнины и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту, гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, уксусную кислоту, фосфорную кислоту, серную кислоту, угольную кислоту, азотную кислоту и комбинации указанных веществ.

10. Композиция по п.9, в которой нетоксичная органическая кислота представляет собой природную кислоту с большой молекулярной массой.

11. Композиция по п.2 или 3, в которой целлюлозная добавка представляет собой hibiscus canabinus в виде порошка кенафа или выбрана из группы, содержащей древесную массу, дробленое зерно, дробленую пшеницу, хлопковую массу, дробленый рис, конопляную массу, измельченный сахарный тростник, измельченную ореховую скорлупу, измельченную карбоксиметилцеллюлозу, измельченную макулатуру, измельченный hibiscus canabinus и их комбинации.

12. Композиция по п.2 или 3, в которой содержание целлюлозной добавки составляет до 50 мас.%.

13. Способ обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют в буровую жидкость агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют в указанную смесь агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения pH от 7 до 8; и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка.

14. Способ обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка.

15. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором время перемешивания смеси при высокой скорости сдвига находится в интервале от 5 мин до 2 ч на порцию.

16. Способ по п.15, в котором время перемешивания при высокой скорости сдвига находится в интервале от 10 мин до 1 ч.

17. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором перемешивание осуществляют при температуре от 210 до 500шF.

18. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором перемешивание осуществляют непрерывно со скоростью подачи 30-40 т/ч.

19. Источник питательных веществ для морских организмов, включающий буровые жидкости, содержащие органические примеси; агент отверждения; агент клеточного переноса и целлюлозную добавку.

20. Источник питательных веществ по п.19, в котором целлюлозная добавка содержится в порошкообразной форме.

21. Источник питательных веществ по п.19, в котором указанные жидкости представляют собой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины.

22. Источник питательных веществ по п.21, в котором жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины представляют собой буровые растворы, смешанные с буровым шламом.

23. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент отверждения или выбран из группы, содержащей окислы щелочно-земельных металлов, гидроокиси щелочно-земельных металлов, шлаки на основе жирной извести, портландцемент и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей окись магния, перекись магния, гидроокись магния, силикат магния, окись кальция, перекись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей гидрид магния, борат магния, нитрат магния, фосфат магния, сульфат магния, гидрид кальция, борат кальция, нитрат кальция, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей

а) окись калия, перекись калия, гидроокись калия, гидрид калия, борат калия, нитрат калия, фосфат калия, силикат калия, сульфат калия;

б) гидроокись цезия, карбонат цезия, сульфат цезия;

в) окись натрия, перекись натрия, гидроокись натрия, гидрид натрия, борат натрия, нитрат натрия, фосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия;

г) окись лития, гидроокись лития, борогидрид лития и комбинации указанных веществ.

24. Источник питательных веществ по п.19, в котором содержание агента отверждения составляет до 99 мас.%.

25. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент отверждения гидрофобизирован.

26. Источэшъ питательных веществ по п.19, в котором целлюлозная добавка или представляет собой hibiscus canabinus в виде порошка кенафа; или выбрана из группы, содержащей древесную массу, дробленое зерно, дробленую пшеницу, хлопковую массу, дробленый рис, конопляную массу, измельченный сахарный тростник, измельченную ореховую скорлупу, измельченную карбоксиметилцеллюлозу, измельченную макулатуру, измельченный hibiscus canabinus и их комбинации.

27. Источник питательных веществ по п.19, в котором содержание целлюлозной добавки составляет до 50 мас.%.

28. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент клеточного переноса представляет собой или нетоксичную органическую кислоту; или производную алломеланиевой кислоты; или выбран из группы, содержащей гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, лимонную кислоту, соли фульвиновой, лимонной и гуминовой кислот, лигнины и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту, гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, уксусную кислоту, фосфорную кислоту, серную кислоту, угольную кислоту, азотную кислоту и комбинации указанных веществ.

29. Источник питательных веществ по п.28, в котором нетоксичная органическая кислота представляет собой природную кислоту с большой молекулярной массой.

30. Источник питательных веществ для морских организмов, полученный способом, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения pH от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка.

31. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что время перемешивания смеси при высокой скорости сдвига находится в интервале от 5 мин до 2 ч на порцию.

32. Источник питательных веществ по п.31, отличающийся тем, что время перемешивания при высокой скорости сдвига находится в интервале от 10 мин до 1 ч.

33. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют при температуре от 210 до 500шF.

34. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют непрерывно со скоростью подачи 30-40 т/ч.

 

Текст

Смотреть все

006189 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, в основном, относится к области обработки бурового шлама, образующегося в результате использования буровых растворов. Предшествующий уровень техники При бурении нефтяных скважин, газовых скважин и т.п. для повышения эффективности работы обычно используют буровые жидкости, например буровые растворы. При использовании бурового раствора он непрерывно циркулирует из хранилища на поверхности вниз через бурильную трубу, а затем вверх через ствол скважины на поверхность. Назначение раствора состоит в выносе выбуренной породы,например бурового шлама и обломков породы, из ствола скважины на поверхность. Раствор не только выполняет функцию переносчика, но служит также для охлаждения и смазки головки бура и препятствует потере давления при встрече с полостью в породе или карманом, содержащим газ под высоким давлением. Как правило, буровые жидкости для морского бурения являются экологически более чистыми, чем жидкости для наземного бурения, но даже при этом большая часть буровых жидкостей и буровых растворов содержит множество компонентов, включая барий, гематит, сульфит железа и т.п. в качестве утяжелителей растворов. Буровые растворы и буровые жидкости обычно смешивают с углеводородами с образованием конечной формы раствора. Во многих районах морского бурения углеводородная или нефтяная составляющая известна как синтетическое масло. Эти синтетические масла проявляют минимальную токсичность по отношению к обитающим в воде организмам и имеют требуемые реологические и фильтрационные свойства для применения в буровых жидкостях по сравнению с обычной нефтью. Применение синтетических масел, в частности олигомеризованных олефинов, для буровых жидкостей было недавно запатентовано с использованием аббревиатуры SBM: буровой раствор на синтетической основе. Например, Мерсер и др. в патенте США 5096883 описывают применение для этой цели композиций,состоящих, в основном, из разветвленного парафина, содержащего от 16 до 40 атомов углерода в молекуле (такого как гидрогенизированный димер 1-децена). Патель и др. в патенте США 5189012 также описывают применение композиций, содержащих разветвленные цепи олигомеров. Буровые растворы обычно подразделяют на растворы на водной основе и растворы на углеводородной основе в зависимости от характера дисперсионной среды раствора, хотя растворы на водной основе могут содержать нефть, а растворы на углеводородной основе могут содержать воду. Растворы на водной основе (WBM) традиционно содержат гидрофильную глину, обычно из семейства монтмориллонитов,взвешенную в воде с помощью подходящих поверхностно-активных веществ, эмульгаторов и других добавок, включая соли, агенты, регулирующие РН, и утяжелители, такие как барит. Вода составляет дисперсионную среду раствора и обычно присутствует в количестве не менее 50% от всего состава; нефтепродукты могут присутствовать в малых количествах и, как правило, не превышают количество воды,так что раствор сохраняет характер материала с водной дисперсионной средой. С другой стороны, в растворах на углеводородной основе в качестве основной жидкой составляющей обычно используют жидкие углеводороды, к которым добавляют другие материалы, такие как глины или коллоидные асфальты,для получения необходимой вязкости, вместе с эмульгаторами, загустителями и другими добавками,включая утяжелители. Вода может присутствовать в большем или меньшем количестве, но обычно не превышает 50% от всего состава. Если вода присутствует в количестве более 10%, раствор часто называют инверсной эмульсией, т.е. эмульсией воды в масле. В инверсных эмульсионных жидкостях количество воды может доходить до 40% по массе, тогда как масло и добавки составляют остальную часть жидкости. Растворы на углеводородной основе (ОВМ) традиционно создаются на дизельном топливе или керосине, поскольку эти углеводородные фракции, как правило, обладают требуемой вязкостью. Однако их недостаток состоит в том, что они относительно токсичны для морских организмов, и слив буровых растворов, содержащих эти нефтепродукты, в морскую воду обычно строго контролируется ввиду серьезного воздействия, которое они могут оказать на морские организмы, в особенности те, которые имеют коммерческое значение как пищевые продукты. По этой причине морские буровые установки должны возвращать буровые растворы на углеводородной основе после их использования на берег, тогда как буровые растворы на водной основе можно, как правило, сбрасывать в океан без вредных последствий. Повторное использование ОВМ стало распространенным, и поэтому оно благоприятно в плане экологии. Повторное использование ОВМ щадит окружающую среду, однако применение дизельного топлива в качестве углеводородной фазы является вредным, поскольку углеводороды остаются на шламе и обломках выбуренной породы, которые выбрасываются за борт. ОВМ могут быть экологически безопасными, если использовать углеводороды, малотоксичные для морских организмов и обладающие хорошей способностью к биологическому разложению. В углеводородах эти свойства сочетаются с крайне низкой степенью ароматизации. По этой причине буровые растворы на основе линейных парафинов, олефинов, алканов и сложных эфиров являются предпочтительными, и такие композиции называют буровыми растворами на синтетической основе (SBM). В последние годы воздействие сбрасываемого за борт бурового шлама на окружающую среду при использовании как SBM, так и ОВМ является предметом тщательного изучения контролирующими органами по охране окружающей среды.-1 006189 Одним из главных факторов риска является так называемый эффект насыпей. Он проявляется, когда буровой шлам, который естественно и неизбежно образуется в процессе бурения, отлагается вблизи буровой установки в виде насыпей или холмов. Эти насыпи нежелательны, кроме того, негативно воздействуют на окружающую среду. Когда в насыпях начинается биохимическое разложение органических компонентов, возникают химическая потребность в кислороде (COD) и биологическая потребность в кислороде (BOD) с отбором кислорода из морского дна. Потребляя кислород, количество которого уменьшается с глубиной, этот процесс замедляет дальнейшее биологическое разложение, препятствует жизнедеятельности морских организмов и создает мертвые зоны в местах глубоководного бурения. Сколько времени требуется для того, чтобы кислород с поверхности повторно насытил дно океана, неизвестно, но, по оценкам, для этого нужны годы, а то и десятилетия. Эта проблема широко изучалась в районах бурения в Северном море, где было обнаружено около 2 млн т бурового шлама, и рассматривался вопрос оздоровления среды в связи с этим эффектом насыпей. Недавние исследования воздействия на окружающую среду, выполненные Агентством по защите окружающей среды (ЕРА) и Канадским национальным советом по морским ресурсам (CNORB), показали, что использование буровых растворов на синтетической основе предпочтительно для всех методов бурения и единственным негативным фактором в плане охраны окружающей среды является удаление бурового шлама. В своем протоколе 2001 г. ЕРА сочло применение SBM более предпочтительным, чемWBM, поскольку SBM подлежат восстановлению и повторному использованию. Этот протокол понизил норматив на общее содержание синтетических масел в буровом шламе перед его удалением за борт, установив при этом, что суммарное воздействие на окружающую среду при использовании SBM с удалением за борт меньше, чем суммарное воздействие на окружающую среду при транспортировке бурового шлама на берег. Сущность изобретения Настоящее изобретение заключается в обработке шлама, образующегося в результате использования буровых растворов на синтетической основе (SBM), буровых растворов на водной основе (WBM) и буровых растворов на углеводородной основе (ОВМ). Изобретение может использоваться применительно к оборудованию для контроля твердых веществ, в том числе после монтажа этого оборудования на буровой установке. Задачей настоящего изобретения является создание добавки, которая может быть введена в буровую жидкость, использовавшуюся в процессе бурения, для преобразования содержащихся в SBM, WBM и ОВМ органических примесей в пищевой продукт, пригодный для местной морской фауны и флоры. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение экологически безопасного способа исправления буровых растворов для предупреждения образования насыпей на дне моря вблизи буровых установок, которые способствуют возникновению около установок "мертвых зон" для морской флоры и фауны. Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение экономичного способа исправления буровых растворов и буровых жидкостей для исключения необходимости их транспортировки на берег для утилизации, тем самым для создания возможности безопасного сброса растворов и жидкостей с буровых установок в море. Изобретение относится к композиции для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси. Композиция включает агент отверждения и агент клеточного переноса, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. Изобретение относится также к способу обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси. Согласно предлагаемому способу перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют в буровую жидкость агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют в указанную смесь агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. В другом аспекте изобретение относится к композиции для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, которая включает агент отверждения и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. Изобретение также относится к способу обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе-2 006189 с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. Изобретение далее относится к композиции для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, которая включает агент отверждения, агент клеточного переноса и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. Объектом изобретения также является способ обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент oтверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в указанной нерастворимой буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. Изобретение также предлагает источник питательных веществ для морских организмов, включающий буровые жидкости, содержащие органические примеси; агент отверждения; агент клеточного переноса и целлюлозную добавку. В предпочтительном варианте источник питательных веществ для морских организмов получен способом, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. Следующим объектом изобретения является способ значительного сокращения образования насыпей на морском дне вблизи мест бурения на нефть, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения,расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8,и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка, который рассеивают в море. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения В дальнейшем описывается композиция для исправления буровых жидкостей, используемых для бурения и завершения скважин, а также способ исправления буровых жидкостей, в частности бурового шлама, как на водной основе, так и на углеводородной основе. Эта композиция пригодна и для буровых растворов, смешанных с буровым шламом. Биологическое разложение - это естественный процесс, при котором бактерии, микро- и макроорганизмы потребляют органические вещества, такие как нефтяные углеводороды, полимеры на основе углерода, целлюлозу, химикалии, регулирующие скорость проникновения (ROPE), смазочные материалы,продукты поглощения промывочной жидкости и другие добавки на основе углерода, и преобразуют их к нормальным и побочным продуктам, таким как энергия, биомасса и двуокись углерода. Для этого процесса требуется углеродный источник питательных веществ, в данном случае углеводороды, полимеры на основе углерода, целлюлоза, химикалии, смазочные вещества и т.д., кислород, разжижающая окружающая среда, например пресная или морская вода, почва, энзимы, минералы и достаточное количество живых бактерий, микроорганизмов и/или макроорганизмов, акклиматизированных в данной окружающей среде. Изобретение относится к применению добавки, которая превращает буровой шлам в биоэнергетический источник, в питательное вещество, которое содержит источник минералов (кальций, магний),источник корма для морских организмов (энзимы в качестве агентов клеточного переноса), необходимые-3 006189 для развития имеющихся акклиматизированных микро- и макроорганизмов. При использовании этой добавки с буровым шламом в морской воде около буровой установки будет происходить полезное увеличение количества микроорганизмов и развитие макроорганизмов, а также вышестоящих в пищевой цепи организмов. В результате исключается образование "мертвых зон". Земля, песок, глина, барит, соль,двуокись углерода и небольшое количество естественной биомассы, образующиеся при использовании добавки с буровым шламом, являются естественными компонентами, которые либо опускаются на морское дно, образуя меньшие насыпи, чем при используемых в настоящее время процессах бурения, либо растворяются в морской воде, не оказывая заметного влияния на величину рН и на содержание солей в воде. Композиция включает агент отверждения, агент клеточного переноса и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения достаточно для электрического притяжения органических примесей из буровой жидкости к поверхности агента отверждения при его гидратации и увеличении в размере по меньшей мере в 10 раз. Агент отверждения предпочтительно является порошкообразным абсорбционным веществом, смешиваемым с буровой жидкостью и буровым шламом. Этот агент отдает нефть и/или органические вещества, подверженные биологическому разложению. Предпочтительно агент отверждения добавляют к буровой жидкости и буровому шламу с использованием смесителя с высокой скоростью сдвига, превращающего твердые частицы в чрезвычайно тонкий порошок. Типичными пригодными агентами отверждения являются окислы щелочно-земельных металлов,такие как оксид кальция, пероксид кальция, гидроокись кальция, гидриды кальция, бораты кальция, нитраты кальция, фосфаты кальция, силикаты кальция и сульфаты кальция. Предпочтительным агентом отверждения является оксид кальция. Можно использовать также портландцемент и продукты на основе шлака, как, например, Calsorb, изготавливаемый фирмой LA Ash из Лейк Чарльз. В рамках настоящего изобретения могут использоваться продукты, из которых получают окислы кальция, например известняк или карбонат кальция, из которых затем посредством нагревания получают требуемые окислы кальция. Агентами отверждения могут быть также гидроокиси щелочно-земельных металлов, шлаки жирной извести и их комбинации. Другими агентами отверждения могут быть вещества на основе магния, калия и даже цезия, натрия или лития. В качестве агента предпочтительно использовать окись магния, перекись магния, гидроокись магния, силикат магния, окись кальция, перекись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция и их комбинации. Агентами отверждения могут быть также вещества из группы, в которую входят гидрид магния, борат магния, нитрат магния, фосфат магния, сульфат магния, гидрид кальция, борат кальция,нитрат кальция, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция и их комбинации. Предпочтительно агентами отверждения являются вещества из группы, содержащей окись калия, перекись калия, гидроокись калия, гидрид калия, борат калия, нитрат калия, фосфат калия, силикат калия, сульфат калия, гидроокись цезия, карбонат цезия, сульфат цезия, окись натрия, перекись натрия, гидроокись натрия, гидрид натрия, борат натрия, нитрат натрия, фосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия, окись лития, гидроокись лития, борогидрид лития и их комбинации. Агент отверждения содержится в композиции в количестве до 99 мас.%. Кроме того, в предпочтительном варианте агент отверждения гидрофобизирован. Вторым компонентом композиции является вещество для клеточного переноса, такое как электролитический энзим или аналогичный агент межклеточного переноса, предпочтительно нетоксичная органическая кислота. Эти агенты повышают полезность питательных веществ и их усвояемость. Они способствуют восстановлению минералов и увеличивают время удержания необходимых питательных веществ. Они подготавливают минералы к реагированию с клетками. Они способствуют взаимодействию минералов между собой, разлагая их на простейшие ионные формы, образующие хелатные соединения с электролитом. Эти вещества для клеточного переноса являются, предпочтительно, природными кислотами с большим молекулярным весом или металлоорганическими комплексами, образованными с помощью агентов межклеточного переноса, обладающих малым молекулярным весом и размером, следовательно, высокой способностью проникновения внутрь клеток. Эти комплексы и хелатные соединения способны легко проходить через полупроницаемые мембраны, такие как стенки клеток. Было также установлено, что эти агенты не только обладают способностью переносить питательные вещества сквозь мембраны клеток, но также снижают чувствительность клеточных мембран и физиологических функций. Хорошо известное и важное свойство этих веществ связано с их абсорбирующим взаимодействием с органическими химикалиями из окружающей среды до того момента или после того момента, когда концентрация химикалий станет токсичной для живых организмов. Эти агенты способствуют образованию новых групп ионов металлов, связывая их с органическими загрязнителями, такими как углеводороды,органические вещества, пестициды и гербициды, и катализируя разрушение токсичных загрязнителей посредством их потребления и биологического разложения. Изобретение предусматривает использование в качестве агентов клеточного переноса веществ из группы, в которую входят гуминовая кислота, фульвиновая кислота, лимонная кислота, соли фульвиновой, лимонной и гуминовой кислот, лигнины и их комбинации. Агентом клеточного переноса может быть производная алломеланиевой кислоты. Им может быть вещество из группы, в которую входят молочная кислота, лимонная кислота и их комбинации. Агент клеточного переноса, который применяется в-4 006189 рамках изобретения, может быть комбинацией молочной кислоты, лимонной кислоты, гуминовой кислоты, фульвеновой кислоты, уксусной кислоты, фосфорной кислоты, серной кислоты, угольной кислоты и азотной кислоты. Данное изобретение относится к химическому и механическому способу преобразования шлама бурового раствора, предпочтительно на синтетической или водной основе, в форму, пригодную для потребления микро- и макроорганизмами. Шламы на синтетической и водной основе предпочтительны потому, что они имеют допустимый уровень токсичности и приемлемую скорость биологического разложения. Способ согласно изобретению увеличивает биологическую усвояемость и степень биологического разложения преобразованных углеводородов и органических веществ приблизительно на 2000%. Поэтому теоретически в системе с коэффициентом биологического разложения 80%, достигаемым за 28 дней,время такого разложение может быть сокращено до 1-3 дней. Обычно предполагается, что если материал, содержащий углерод, существует в окружающей среде от 3 до 7 дней, то он потребляется, и углерод используется в качестве биологического топлива. Наиболее предпочтительной композицией в соответствии с изобретением является смесь окислов щелочных металлов, предпочтительно извести, наиболее предпочтительно гидрофобизированной извести, и агента клеточного переноса в виде фульвиновой кислоты. После обработки органические загрязнители на шламе приобретают способность к интенсивному биологическому разложению и становятся источником энергии и питательных веществ, способствующим очень быстрому развитию природных микроорганизмов, планктона и фитопланктона. Посредством описанной безопасной химической обработки вся масса бурового шлама преобразуется в источник пищи (углеводороды, полимеры на основе углерода, целлюлоза и т.д.), источник минералов (кальций, магний), источник питательных веществ (энзимы, подобные агентам клеточного переноса),необходимые для развития акклиматизированных микро- и макроорганизмов. Результатом реализации этого способа является рост числа микроорганизмов, рост макроорганизмов и вышестоящих в пищевой цепи организмов. Побочным продуктом способа является земля, песок, глина, барит, соль, двуокись углерода и небольшое количество естественной биомассы. Этот способ исключает загрязнение известными и неизвестными органическими веществами, происходящее в результате бурения, и эффект "насыпей", характерный для всех морских бурильных установок. Буровой шлам после обработки в соответствии с описанным способом, в особенности образующийся при использовании буровых растворов на синтетической и водной основе, преобразуется в твердое мелкодисперсное вещество, подобное осадочным породам, которое уносится океанскими течениями от буровой установки и очень медленно осаждается на дно. Поскольку материал осаждается очень медленно, тонко измельченные до микронных размеров органические примеси, связанные с агентами клеточного переноса и минеральными карбонатами, потребляются всеми микро- и макроорганизмами, обитающими в естественных условиях в морской среде данной местности. Поскольку, в основном, весь обработанный материал потребляется, побочными продуктами данного процесса являются земля, песок, глина, барит, соль, двуокись углерода и небольшое количество естественной биомассы, которые представляют собой естественные экскременты всей биосферы моря. Этот процесс занимает 1-7 дней с момента сброса шлама с буровой установки. Изобретение относится к способу обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, согласно которому перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют в буровую жидкость агент отверждения, который расширяется при гидратации и электролитическим образом притягивает к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку, выбранную из группы, содержащей древесную массу, дробленое зерно, дробленую пшеницу, хлопковую массу, дробленый рис, конопляную массу, измельченный сахарный тростник, измельченную ореховую скорлупу, измельченную карбоксиметилцеллюлозу, измельченную макулатуру и наиболее предпочтительно hibiscus canabinus, в количестве от 1 до 50 мас.%, в зависимости от содержания органических примесей в буровой жидкости с образованием смеси, добавляют в смесь агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас. %, в зависимости от содержания органических примесей в буровой жидкости, способный переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать смесь до значения рН от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. В предлагаемом способе предпочтительная продолжительность перемешивания порции смеси при высокой скорости сдвига составляет от 5 мин до 2 ч, а наиболее предпочтительная продолжительность составляет от 10 мин до 1 ч на порцию. Перемешивание предпочтительно осуществляют в диапазоне температур между 98,9 С (210F) и 260 С (500F). Если используют непрерывный процесс перемешивания, то предпочтительная скорость подачи составляет 30-40 т/ч. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения и агент клеточного переноса, причем содержа-5 006189 ние агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. 2. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. 3. Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические примеси, включающая агент отверждения, агент клеточного переноса и целлюлозную добавку, причем содержание агента отверждения в композиции достаточно для электролитического притягивания агентом отверждения органических примесей к поверхности агента отверждения при его гидратации. 4. Композиция по любому из пп.1-3, в которой указанные жидкости представляют собой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины. 5. Композиция по п.4, в которой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины представляют собой буровые растворы, смешанные с буровым шламом. 6. Композиция по любому из пп.1-3, в которой агент отверждения выбран или из группы, содержащей окислы щелочно-земельных металлов, гидроокиси щелочно-земельных металлов, шлаки на основе жирной извести, портландцемент и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей окись магния, перекись магния, гидроокись магния, силикат магния, окись кальция, перекись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей гидрид магния, борат магния, нитрат магния, фосфат магния, сульфат магния, гидрид кальция, борат кальция,нитрат кальция, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция и комбинации указанных веществ; или из группы, содержащей а) окись калия, перекись калия, гидроокись калия, гидрид калия, борат калия, нитрат калия, фосфат калия, силикат калия, сульфат калия; б) гидроокись цезия, карбонат цезия, сульфат цезия; в) окись натрия, перекись натрия, гидроокись натрия, гидрид натрия, борат натрия, нитрат натрия,фосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия; г) окись лития, гидроокись лития, борогидрид лития и комбинации указанных веществ. 7. Композиция по любому из пп.1-3, в которой содержание агента отверждения составляет до 99 мас.%. 8. Композиция по любому из пп.1-3, в которой агент отверждения гидрофобизирован. 9. Композиция по п.1 или 3, в которой агент клеточного переноса представляет собой или нетоксичную органическую кислоту; или производную алломеланиевой кислоты; или выбран из группы, содержащей гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, лимонную кислоту, соли фульвиновой, лимонной и гуминовой кислот, лигнины и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту, гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, уксусную кислоту, фосфорную кислоту, серную кислоту, угольную кислоту, азотную кислоту и комбинации указанных веществ. 10. Композиция по п.9, в которой нетоксичная органическая кислота представляет собой природную кислоту с большой молекулярной массой. 11. Композиция по п.2 или 3, в которой целлюлозная добавка представляет собой hibiscus canabinus в виде порошка кенафа или выбрана из группы, содержащей древесную массу, дробленое зерно, дробленую пшеницу, хлопковую массу, дробленый рис, конопляную массу, измельченный сахарный тростник,измельченную ореховую скорлупу, измельченную карбоксиметилцеллюлозу, измельченную макулатуру,измельченный hibiscus canabinus и их комбинации. 12. Композиция по п.2 или 3, в которой содержание целлюлозной добавки составляет до 50 мас.%. 13. Способ обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига,добавляют в буровую жидкость агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют в указанную смесь агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости,причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8; и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. 14. Способ обработки буровой жидкости, содержащей органические примеси, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига,добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%,определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка.-6 006189 15. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором время перемешивания смеси при высокой скорости сдвига находится в интервале от 5 мин до 2 ч на порцию. 16. Способ по п.15, в котором время перемешивания при высокой скорости сдвига находится в интервале от 10 мин до 1 ч. 17. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором перемешивание осуществляют при температуре от 210 до 500F. 18. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором перемешивание осуществляют непрерывно со скоростью подачи 30-40 т/ч. 19. Источник питательных веществ для морских организмов, включающий буровые жидкости, содержащие органические примеси; агент отверждения; агент клеточного переноса и целлюлозную добавку. 20. Источник питательных веществ по п.19, в котором целлюлозная добавка содержится в порошкообразной форме. 21. Источник питательных веществ по п.19, в котором указанные жидкости представляют собой жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины. 22. Источник питательных веществ по п.21, в котором жидкости для бурения и жидкости для завершения скважины представляют собой буровые растворы, смешанные с буровым шламом. 23. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент отверждения или выбран из группы,содержащей окислы щелочно-земельных металлов, гидроокиси щелочно-земельных металлов, шлаки на основе жирной извести, портландцемент и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей окись магния, перекись магния, гидроокись магния, силикат магния, окись кальция, перекись кальция, гидроокись кальция, силикат кальция и комбинации указанных веществ; или выбран из группы,содержащей гидрид магния, борат магния, нитрат магния, фосфат магния, сульфат магния, гидрид кальция, борат кальция, нитрат кальция, фосфат кальция, карбонат кальция, сульфат кальция и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей а) окись калия, перекись калия, гидроокись калия, гидрид калия, борат калия, нитрат калия, фосфат калия, силикат калия, сульфат калия; б) гидроокись цезия, карбонат цезия, сульфат цезия; в) окись натрия, перекись натрия, гидроокись натрия, гидрид натрия, борат натрия, нитрат натрия,фосфат натрия, силикат натрия, сульфат натрия; г) окись лития, гидроокись лития, борогидрид лития и комбинации указанных веществ. 24. Источник питательных веществ по п.19, в котором содержание агента отверждения составляет до 99 мас.%. 25. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент отверждения гидрофобизирован. 26. Источник питательных веществ по п.19, в котором целлюлозная добавка или представляет собой hibiscus canabinus в виде порошка кенафа; или выбрана из группы, содержащей древесную массу,дробленое зерно, дробленую пшеницу, хлопковую массу, дробленый рис, конопляную массу, измельченный сахарный тростник, измельченную ореховую скорлупу, измельченную карбоксиметилцеллюлозу,измельченную макулатуру, измельченный hibiscus canabinus и их комбинации. 27. Источник питательных веществ по п.19, в котором содержание целлюлозной добавки составляет до 50 мас.%. 28. Источник питательных веществ по п.19, в котором агент клеточного переноса представляет собой или нетоксичную органическую кислоту; или производную алломеланиевой кислоты; или выбран из группы, содержащей гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту, лимонную кислоту, соли фульвиновой,лимонной и гуминовой кислот, лигнины и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту и комбинации указанных веществ; или выбран из группы, содержащей молочную кислоту, лимонную кислоту, гуминовую кислоту, фульвиновую кислоту,уксусную кислоту, фосфорную кислоту, серную кислоту, угольную кислоту, азотную кислоту и комбинации указанных веществ. 29. Источник питательных веществ по п.28, в котором нетоксичная органическая кислота представляет собой природную кислоту с большой молекулярной массой. 30. Источник питательных веществ для морских организмов, полученный способом, в котором перемешивают буровую жидкость, содержащую органические примеси, в смесителе с высокой скоростью сдвига, добавляют агент отверждения, расширяемый при гидратации и притягивающий электролитическим образом к своей поверхности органические примеси, вводят целлюлозную добавку в количестве от 1 до 50 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, с образованием смеси, добавляют агент клеточного переноса в количестве от 0,5 до 10 мас.%, определяемом на основании содержания органических примесей в буровой жидкости, причем агент клеточного переноса способен переносить большие органические молекулы через стенки клеток и нейтрализовать указанную смесь до значения рН от 7 до 8, и перемешивают указанную смесь при высокой скорости сдвига до образования тонкого порошка. 31. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что время перемешивания смеси при высокой скорости сдвига находится в интервале от 5 мин до 2 ч на порцию.-7 006189 32. Источник питательных веществ по п.31, отличающийся тем, что время перемешивания при высокой скорости сдвига находится в интервале от 10 мин до 1 ч. 33. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют при температуре от 210 до 500F. 34. Источник питательных веществ по п.30, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют непрерывно со скоростью подачи 30-40 т/ч.

МПК / Метки

МПК: E21B 21/06, C09K 7/00

Метки: органические, композиция, жидкостей, газ, буровых, используемых, соединения, содержащих, бурении, нефть

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-6189-kompoziciya-dlya-burovyh-zhidkostejj-ispolzuemyh-pri-burenii-na-neft-i-gaz-i-soderzhashhih-organicheskie-soedineniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Композиция для буровых жидкостей, используемых при бурении на нефть и газ и содержащих органические соединения</a>

Похожие патенты