Способ получения реагента для обработки буровых растворов Российский патент 2020 года по МПК C09K8/35 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно, к производству химических реагентов для обработки буровых растворов.

Известен способ получения биоразлагаемых композиций, включающий смешение гидрофобного полимера и наполнителя и дальнейшее экструдирование полученной смеси, в двух вариантах осуществления (патент RU 2445326, МПК C08L 23/06, опубл. 20.03.2012 г.).

Известен способ приготовления реагента для глинистых буровых растворов (патент RU 2187530, МПК C09K 7/02, опубл. 20.08.2002 г.), который включает перемешивание ингредиентов эфиров целлюлозы или крахмала и сырого сульфатного мыла с остаточной влажностью до 30% до гомогенного пастообразного состояния, выдерживание полученной смеси в течение 24-48 ч, ее гранулирование, высушивание в потоке разогретого воздуха при температуре 50-70°C и удаление воды в пределах 25-30 мас. %. Способ обработки глинистых буровых растворов включает введение в глинистые буровые растворы указанного реагента в количестве 0,25-1,0 мас. % от объема бурового раствора.

Недостатки указанных выше способов заключаются в том, что полученные реагенты характеризуются негативной способностью техногенного аэрирования, проявляющегося во вспенивании бурового раствора при его перемешивании, движении и воздействии агрегатов очистной системы буровых установок.

Известен способ получения частично замещенных сульфоэфиров карбоксикрахмала натриевой соли как продукта реакции этерификации, который является эффективным регулятором реологических свойств физиологических жидкостей (патент BY 15278, МПК С08В 31/06, опубл. 30.12.2011 г.). Однако известный способ применяется в медицинской промышленности.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является получение реагента на основе карбоксилированных эфиров крахмалов и лигносульфонатов, усиливающего фильтрацию и структурно-механические свойства полимер-глинистых буровых растворов.

Техническим результатом является регулирование реологических свойств технологических жидкостей (буровых растворов), применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин, за счет получаемого в результате осуществления способа этерифицированного продукта.

Проблема решается, а технический результат достигается способом получения реагента для обработки бурового раствора, включающим окисление крахмала пероксидом водорода с получением карбоксикрахмала и последующее сульфатирование карбоксикрахмала тиосульфатом натрия и 30%-ным лигносульфонатом натрия при нагревании до температуры не менее 80°C и перемешивании реакционной смеси не менее 60 минут с последующим быстрым охлаждением и высаждением осадка полученного лигнокарбоксикрахмала этиловым спиртом, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

пероксид водорода 0,3-0,5 крахмал 8-10 тиосульфат натрия 5-7 лигносульфонат натрия 30%-ный 80-72 этиловый спирт до 100%

Технический результат достигается следующим.

Низкая реакционная способность инактивных нейтральных лигносульфонатов не позволяет получать на их основе эффективные модифицированные формы. Создание модифицированных форм становится возможным путем этерифицирования матрицы лигносульфоната предварительно окисленным пероксидом водорода крахмалом. Получается этерифицированный продукт - лигнокарбоксикрахмал, который регулирует реологические свойства технологических жидкостей (буровых растворов). Создается реакционноспособная система для работы в составе бурового раствора при бурении нефтяных и газовых скважин.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Окисляют крахмал (C₆H₁₀O₅)n пероксидом водорода Н₂О₂ с получением карбоксикрахмала и затем производят сульфатирование карбоксикрахмала тиосульфатом натрия Na₂S₂O₇ и 30% лигносульфонатом натрия C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂ при нагревании до температуры не менее 80°C и перемешивании реакционной смеси не менее 60 минут с последующим быстрым охлаждением и высаждением осадка полученного лигнокарбоксикрахмала этиловым спиртом.

Сущность изобретения поясняют примеры, где показаны конкретные соотношения ингредиентов, используемых в способе.

Пример 1. Применяемые для осуществления способа ингредиенты, мас. %:

пероксид водорода Н₂О₂ 0,3 крахмал (C₆H₁₀O₅)n 8 тиосульфат натрия Na₂S₂O₇ 5 30%-ый лигносульфонат натрия C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂ 80 этиловый спирт С₂Н₅ОН 6,7

Получают 41 г лигнокарбоксикрахмала.

Пример 2. Применяемые для осуществления способа ингредиенты, мас. %:

пероксид водорода Н₂О₂ 0,4 крахмал (C₆H₁₀O₅)n 9 тиосульфата натрия Na₂S₂O₇ 6 30%-ый лигносульфонат натрия C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂ 75 этиловый спирт С₂Н₅ОН 9,6

Получают 42,5 г лигнокарбоксикрахмала.

Пример 3. Применяемые для осуществления способа ингредиенты, мас. %:

пероксид водорода Н₂О₂ 0,5 крахмал (C₆H₁₀O₅)n 10 тиосульфата натрия Na₂S₂O₇ 7 30%-ый лигносульфонат натрия C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂ 72 этиловый спирт С₂Н₅ОН 10,5

Получают 48,6 г лигнокарбоксикрахмала.

Проверка качества полученных реагентов проводилась по отношению к параметрам полимер-глинистого раствора 5% концентрации, который готовится из глинопорошка марки ПБМВ ООО «Компании Бентонит» (ТУ 2164-005-01424676-2014). В таблице представлено влияние полученного реагента на свойства полимер-глинистого раствора. В таблице приведены оптимальные данные из выборки в 20 измерений.

Из таблицы видно влияние полученного реагента на регулирование реологических свойств и фильтрационных параметров исходного полимер-глинистого раствора, а именно, снижение условной вязкости и показателя фильтрации.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к производству химических реагентов для обработки буровых растворов. Технический результат - регулирование реологических свойств технологических жидкостей, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин, за счет получаемого в результате осуществления способа этерифицированного продукта. Способ получения реагента для обработки бурового раствора включает окисление крахмала пероксидом водорода с получением карбоксикрахмала и последующее сульфатирование карбоксикрахмала тиосульфатом натрия и 30%-ным лигносульфонатом натрия при нагревании до температуры не менее 80°C и перемешивании реакционной смеси не менее 60 минут с последующим быстрым охлаждением и высаждением осадка полученного лигнокарбоксикрахмала этиловым спиртом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: пероксид водорода 0,3-0,5; крахмал 8-10; тиосульфат натрия 5-7; 30%-ный лигносульфонат натрия 80-72; этиловый спирт - остальное. 1 табл., 3 пр.

Способ получения реагента для обработки бурового раствора, включающий окисление крахмала пероксидом водорода с получением карбоксикрахмала и последующее сульфатирование карбоксикрахмала тиосульфатом натрия и 30%-ным лигносульфонатом натрия при нагревании до температуры не менее 80°C и перемешивании реакционной смеси не менее 60 минут с последующим быстрым охлаждением и высаждением осадка полученного лигнокарбоксикрахмала этиловым спиртом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

пероксид водорода 0,3-0,5 крахмал 8-10 тиосульфат натрия 5-7 лигносульфонат натрия 30%-ный 80-72 этиловый спирт до 100%