Реагент для обработки глинистых буровых растворов и способ его получения

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Реагент для обработки глинистых буровых растворов, содержащий водорастворимый полимер, бихромат, сульфат поливалентного металла и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора содержит 40%-ный раствор формалина и дополнительно содержит полиол при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Водорастворимый полимер

65-76

40%-ный раствор формалина

21-23

Сульфат поливалентного металла

1-5

Бихромат натрия или калия

1-2

Полиол

1-5

2. Способ получения реагента для обработки глинистых буровых растворов, включающий предварительную обработку модификатором водорастворимого полимера, нейтрализацию реакционной смеси гидроксидом натрия и смешение с сульфатом поливалентного металла и бихроматом, отличающийся тем, что водорастворимый полимер обрабатывают 40%-ным раствором формалина при нагревании и в присутствии катализатора в кислой среде, нейтрализацию реакционной смеси проводят до pH 8,0-9,0, а после смешения компонентов в полученную смесь вводят полиол.

3. Способ по п.4, отличающийся тем, что обработку водорастворимого полимера 40%-ным раствором формалина проводят при начальной температуре 80-90шC.

4. Способ по п.1 отличающийся тем, что обработку водорастворимого полимера проводят в присутствии катализатора эфирата BF3.

 

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к водным составам для бурения скважин, содержащим органические соединения, а именно к реагенту для обработки глинистых буровых растворов, содержащему водорастворимый полимер и к способу его получения. В литературе описывается реагент для глинистых буровых растворов, содержащий водорастворимый полимер (84-94 мас.%), сернокислое железо (3-8 мас.%), бихромат натрия (3-8 мас.%) и способ приготовления реагента для обработки глинистых буровых растворов, включающий обработку водорастворимого полимера сернокислым железом и бихроматом натрия при нагревании смеси [Рязанов Я.А., справочник по буровым растворам, Недра, 1979., с. 87]. Полученный реагент обладает низким ингибирующим свойством буровых растворов, в связи с чем при бурении легко диспергирующихся и сильно набухающихся глинистых отложений структурно-механические показатели раствора сильно повышаются. Кроме того, полученный реагент вызывает пенообразование при внесении его в буровые растворы, приводящее к снижению плотности раствора, напряжению работы насоса. Недостатком способа является высокая температура обработки (95 С), при которой происходит частичная деструкция полимера. Известен экологически безопасный буровой раствор [Заявка РФ 2000105098/03,БИПМ 2, 20.01.2002], содержащий в качестве химического реагента для обработки буровых растворов оксиэтилцеллюлозу (0,8-3,0 мас.%),уксуснокислый комплекс железа III (1,5-4,5 мас.%), воду (92,5-97,7), каустическую соду до рН=10-12. Недостаток данного реагента - низкая разжижающая способность. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является реагент для обработки глинистых буровых растворов (Патент Аз.Респ. Р 990002, БИ 1, 31.03.99), содержащий водорастворимый полимер - технический лигносульфонат (80-96 мас.%), бихромат натрия (2-5 мас.%), сульфат поливалентного металла (1-5 мас.%) и отход производства глицерина или пропиленгликоля на завершающей стадии (1-10 мас.%) и способ получения реагента смешением водорастворимого полимера, предварительно обработанного отходом производства глицерина или пропиленгликоля на завершающей стадии,нейтрализованного гидроксидом натрия до рН 7-8, с сульфатом поливалентного металла и бихроматом натрия. Введение отхода производства глицерина или пропиленгликоля на завершающей стадии приводит к некоторому снижению структурномеханических показателей реагента и разжижению глинистых буровых растворов. Недостатками известного реагента и способа его получения являются недостаточные 2 ингибирующие свойства буровых растворов,низкая термическая стабильность - деструкция при высоких температурах, высокая (минус 2 С) температура застывания, а также большое содержание токсического бихромата натрия. Буровой раствор, содержащий большое количество токсических химических соединений, просачиваясь в подземные и открытые водные бассейны, отравляет окружающую среду. Низкая температура застывания требует дополнительных затрат на разогрев реагента при его использовании. Задачей изобретения является улучшение технологических свойств буровых растворов за счет снижения их вязкости, повышение термической стабильности, ингибирующих свойств и сохранения экологической безопасности окружающей cреды. Техническая задача решается реагентом для обработки глинистых буровых растворов,содержащим водорастворимый полимер, бихромат, сульфат поливалентного металла и модификатор, который в качестве модификатора содержит 40%-ный раствор формалина и дополнительно содержит полиол при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Водорастворимый полимер 40%-ный раствор формалина Сульфат поливалентного металла Бихромат натрия или калия Полиол Задача решается также способом получения реагента для обработки глинистых буровых растворов, включающим предварительную обработку водорастворимого полимера модификатором, нейтрализацию реакционной смеси гидроксидом натрия, и смешение с сульфатом поливалентного металла и бихроматом, в котором водорастворимый полимер обрабатывают 40%ным раствором формалина при нагревании и в присутствии катализатора в кислой среде, нейтрализацию реакционной смеси проводят до рН 8,0-9,0 а после смешения компонентов в полученную смесь вводят полиол. Реакцию поликонденсации водорасворимого полимера проводят при начальной температуре 80 С, а в качестве катализатора используют эфират ВF3. В качестве водорастворимого полимера используют технический лигносульфонат. Модификацию проводят реакцией поликонденсации лигносульфоната с формальдегидом в присутствии катализатора. Как известно, в лигносульфонате, а именно в макромолекуле лигнина фенольное кольцо окружено активными функциональными группами (гидроксильной, метоксильной и непредельными радикалами), которые легко вступая в реакцию поликонденсации,алкилирования, сульфирования, образуют лиофильные золи и лиофильные коллооидные сис 3 темы. Это объясняется тем, что гибкие макромолекулы, содержащие разнородные по полярности участки, в определенных условиях могут давать макрогетерогенные системы типа лиофильных золей на поверхности водорастворимых полимеров, тем самым стабилизируют структурно-механические свойства и снижают вязкость глинистого бурового раствора. Активизация водорастворимого полимера в нейтральной среде сульфатом железа II и III и бихроматом натрия или калия повышает ингибирующие свойства полимера. А дополнительное введение в состав реагента полиола повышает термическую стабильность и снижает температуру застывания бурового раствора. Полиол представляет собой блоксополимер диэтилентриамина с пропиленом и этиленоксидом формулы: где R = -H2C-CH2NHCH2-CH2-; n = 8-10 Технический лигносульфонат выпускается промышленностью по ТУ 13-028103605-89 и имеет следующие показатели: Масса сухого остатка в составе вещества, % Масса золы, % Плотность ионов водорода в лигносульфонате рН Масса, кг/м 3 Полиол получают сополимеризацией окиси пропилена и окиси этилена в присутствии полиаминов по ТУ 6-05-1681-74. Способ получения заявленного реагента для обработки глинистых буровых растворов осуществляется следующим образом. Технический лигносульфонат из емкости (1) подают в реактор-мешалку (2), куда из водопроводной линии подают расчетное количество воды для приготовления 25-30%-ного раствора. Плотность полученного раствора должна быть 11301160 кг/см 3. Раствор подкисляют серной кислотой до рН=3, добавляют необходимое количество катализатора эфирата ВF3 из емкости (3), нагревают постепенно до температуры 80-90 С, нагрев убирают и при постоянном перемешивании со скоростью 250-300 об./мин из емкости (4) порциями подают в реактор расчетное количество 40%-ного раствора формалина. Далее реакция поликонденсации протекает самопроизвольно в экзотермическом режиме. Конец реакции определяют по снижению температуры в реакторе. При температуре 30-35 С в реактор подают из емкости (5) расчетное количество 20%-ного раствора гидроксида натрия до рН=9. Из емкости (6) в реактор подают расчетное количество сульфата поливалентного металла, а из емкости (7) - 2%раствор бихромата натрия или калия, для предотвращения пенообразования. Реакционную смесь разбавляют водой, перемешивая в течение 20-30 мин до полного растворения полимера и получения 4 гомогенной массы, затем из емкости (8) в реактор падают расчетное количество полиола и перемешивают в течение 1 ч. Полученный модифицированный реагент для обработки глинистых растворов подают в емкость (9) для хранения готовой продукции. Изобретение подтверждается ниже приведенными примерами. Пример 1. 65 г технического лигносульфаната растворяют в реакторе в 152 г воды (30%-ный раствор), при постоянном перемешивании, подкисляют 0,25 г 98%-ного раствора серной кислоты до pH=3 добавляют 1,5 г эфирата ВF3, нагревают реакционную смесь до 80 С и при данной температуре, при перемешивании порциями подают 23 г 40%-ного раствора формалина, перемешивают в течение 1 ч. После снижения температуры до 30-35 С в реакционную смесь подают 2,2 г 20%-ного раствора гидроксида натрия до рН=9. Затем к реакционной смеси добавляют 5 г сульфата железа II и 100 г 2%-ного раствора (2 г сухого вещества) бихромата натрия. Смесь тщательно перемешивают в течение 20-30 мин, затем разбавляют водой до получения гомогенной массы и добавляют 1 г полиола, перемешивают в течение часа и получают гомогенный раствор. Пример 2. 76 г лигносульфоната растворяют в реакторе в 114 г воды (40%-ный раствор). Реакцию поликонденсации с 21 г 40%-ного раствора формалина проводят по примеру 1, затем нейтрализуют до рН раствора 9,0, добавляют 1 г сульфата железа (III), 50 г 2%-ного раствора (1 г сухого вещества) бихромата калия. Смесь тщательно перемешивают 20-30 мин,разбавляют водой до получения гомогенной смеси и добавляют 3 г полиола, перемешивают в течение часа и получают гомогенный раствор. Пример 3. Осуществляют в условиях примера 1. К 40%ному раствору лигносульфоната добавляют 23 г 40%-ного раствора формалина. По окончании реакции поликонденсации нейтрализуют реакционную смесь до рН 8,0 и добавляют 3 г полиола. Примеры 4 и 5. Осуществляют по примеру 1, с той лишь разницей, что количество полиола берут 4 и 5 г, соответственно. Физико-механическая характеристика полученных образцов реагента представлена в табл. 1.Показатели 1 Удельный вес жидкости 20 С, г/см 3 3 рН раствора Вязкость 4 жидкости, с. Таблица 1 Примеры 1 2 3 4 5 Однородная вязкая жидкость коричневого цвета 1,127 Сухой остаток основ продукта,% Как видно из табл. 2, физико-механические показатели глинистого бурового раствора с предлагаемым реагентом, а именно поверхностное натяжение, пластическая и статическая вязкость, в сравнении с прототипом, более стабильны в широком пределе рабочих температур. Способ приготовления реагента прост и не требует дополнительных энергозатрат. Применение изобретения улучшает структурно-механические свойства глинистых буровых растворов, повышает их стабильность при высоких температурах и сохраняет текучесть при низких температурах. Изобретение значительно снижает загрязнение окружающей среды. Из табл. 1 видно, что максимальное содержание полиола значительно снижает температуру застывания реагента, сохраняя при этом на уровне вязкость. Полученные образцы реагента были испытаны на приготовленном буровом растворе из полностью гидратированной бентонитовой глины. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Для сравнения в таблице даны характеристики бурового раствора с известными реагентами. Состав продукта Глина КМС ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Реагент для обработки глинистых буровых растворов, содержащий водорастворимый полимер,бихромат, сульфат поливалентного металла и модификатор, отличающийся тем, что в качестве модификатора содержит 40%-ный раствор формалина и дополнительно содержит полиол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Водорастворимый полимер 65-76 40%-ный раствор формалина 21-23 Сульфат поливалентного металла 1-5 Бихромат натрия или калия 1-2 Полиол 1-5 2. Способ получения реагента для обработки глинистых буровых растворов, включающий предварительную обработку модификатором водорас Вода Остальное Таблица 2 Показатели качества продукта Стат. напряжение сдвига gПа Т,хС творимого полимера, нейтрализацию реакционной смеси гидроксидом натрия и смешение с сульфатом поливалентного металла и бихроматом, отличающийся тем, что водорастворимый полимер обрабатывают 40%-ным раствором формалина при нагревании и в присутствии катализатора в кислой среде,нейтрализацию реакционной смеси проводят до рН 8,0-9,0 а после смешения компонентов в полученную смесь вводят полиол. 3. Способ по п.4, отличающийся тем, что обработку водорастворимого полимера 40%-ным раствором формалина проводят при начальной температуре 80-90 С. 4. Способ по п.1 отличающийся тем, что обработку водорастворимого полимера проводят в присутствии катализатора эфирата ВF3.

МПК / Метки

МПК: C07K 7/00

Метки: обработки, буровых, глинистых, способ, реагент, растворов, получения

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/5-4120-reagent-dlya-obrabotki-glinistyh-burovyh-rastvorov-i-sposob-ego-polucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Реагент для обработки глинистых буровых растворов и способ его получения</a>

Похожие патенты