Сополимеры акриловой кислоты в качестве реагентов для обработки буровых растворов Советский патент 1986 года по МПК C08F220/06 C09K7/02 

прибавляют при и интенсивном перемешивании 4,45 г (0,05 моль) ди- метилэтаноламина в 25 мл воды. Реакцию проводят в течение 4-х ч. Из полу ченной вязкой массы высаживают сополимер смесью ацетон - этилацетат 1:1. Затем его высупшвают до постоянного веса в вакууме при ЗО.С. Выход на сумму реагентов 9,2 г (78,5%). Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 82%. Элементный состав, %: С 48,88; Н 8,31; N 5,68; О 37,13; Fe 0,068.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы (1), в котором

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к тройным сополимерам на основе акриловой кислоты в качестве реагентов для обработки буровых растворов, и может быть использовано в нефтедобывающей промьшшенности.

Цель изобретения - создание тройных сополимеров на основе акриловой кислоты, которые могут быть использованы в качестве реагентов для обработки буровых растворов, снижая фильтрацию и статистическое напряжение сдвига последних.

Тройные сополимеры на основе акриловой кислоТы представляют собой ре- зиноподобные пористые вещества коричневого цвета, хорошо растворимые в воде. Температура начального разложения 270-280 С. Сополимеры сохраняют эластичные свойства до 400°С и малотоксичны - их LDjjj 400 мг/г.

Способ получения сополимеров акриловой кислоты основан на взаимодействии водного раствора железосодержащей полиакриловой кислоты с диметилэта- ноламином с последующим осаждением смесью ац етон - этилацетат (1:1). Реакцию проводят при соотношении полимер - диметилэтаноламин 1:2-0,5 в течение 2-4 ч. Железосодержащую полиакриловую кислоту с срдержанием железа 0,11% и молекулярной массой 500000 получают радикальной полимеризацией водного раствора акриловой ; кислоты в присутствии окислительно- восстановительной системы, состоящей из соли Мора и персульфата калия, взятых в молярном соотношении 1:8-12 при 25-20 с.

Лример 1.К раствору 7,2 г (0,1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды

о.

10

15

20

25

У 49,99 мол.%;

231060

X 49,99 мол .%; Z 0,02 мол.%.

Полученное соединение растворимо в воде, температура начального разложения 270 С. Характеристическая вязкость в воде при 20°С 18 дл/г.

Максимальные частоты поглощения в ИК-спектре (КВг) 3450 - 2950 см (VOH); 1730 см-Ч ); 1640, 1560 см- ( V С-0) и 1045 см Ч v ОН) .

Пример 2. К 7,2 г (0,1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды прибавляют в условиях примера 1 8,9 г (0,1 моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Вьщеление продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на сумму реагентов 11,11 г (69,2%). Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 86%. Элементный состав, %: С 48,29: Н 9,26; N 6,98; О 35,47; Fe 0,060.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы (1), в котором X 33,32 мол.%; у 66,66 мол.%; Z 0,02 мол.%.

Температура начального разложения 280°С. Характеристическая вязкость в воде при 20 дл/г.

ИК-спектры тождественны приведенным в примере 1.

Пример 3.К 7,2 г (0,1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды прибавляют в условиях примера 1 17,8 г (0,2 моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Выделение продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на сумму реагентов 12,32 г (49%). Прев- 40 ращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 99%. Элементный состав, %: С 48,62; Н 8,98; N 6,28; О 36,12; Fe 0,069.

Эти аналитические данные отвеча- 45 ют сополимеру формулы, приведенной в примере 1. Характеристическая вязкость в воде при 20 С 19 дл/г.

ИК-спектры и другие характеристики тождественны приведенным в при- 50 мере 1 .

Пример 4.К7,2г(0,1 осново- моль) железосодержащей полиакриловой кислоты и 144 МП воды прибавляют при и интенсивном перемешивании 8,9 г 55 (0,1 моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Реакцию,проводят в течение 2-х ч. Выделение продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на

30

35

сумму реагентов 8,8 г (54,2%). Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 71%. Элементный состав, %: С 47,91; Н 8,82; N6,62 О 36,65; Fe 0,068.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы, -приведенной в примере 1. ИК-спектры и другие характеристики тождественны приведенным в примере 1.

Тройные сополимеры на основе акриловой кислоты применяются для обработки глинистого раствора в виде 10%-го водного раствора, так как эта концентрация является оптимальной. Более высокая концентрация увеличивает вязкость композиции, что затрудняет процесс перекачивания, а низкая концентрация нецелесообразна из-за увеличения содержания воды в растворе.

Действие предлагаемых сополимеров в качестве реагентов для обработки буровых-растворов изучено на пресных глинистых растворах.

В качестве исходного взят 8%-ньм раствор Черногорского глинопорошка со следующими показателями:

Плотность (р) 1050 кг/м Условная вязкость

(УВ,,,)17 с

Фильтрация (Ф) . 17 см Статическое напряжение сдвига через 1 мин (сне, )65 а Па

Статическое напряжение сдвига через 10 мин () 80 Э Па Испытания проводились следующим образом.

В 0,25%-ный водный раствор кальцинированной соды вводили 8% Ч ерногорс

кого глинопорошка. По истечении двух суток, необходимых для набухания глины, добавляется предлагаемый сополимер. После перемешивания в течение 40 мин измеряли показатели раствора. Аналогичные испытания проведены с Ильским бентонитом.

В табл. 1 и 2 приведены составы испытуемых буровых растворов на базе Черногорского глинопорошка и резуль- таты испытаний этих растворов..

В табл. 3 и 4 приведены составы буровых растворов на базе Ильского бентонита и результаты испытаний этих, растворов.

Из данных таблиц видно, что оптимальной добавкой сополимера для обработки пресного глинистого раствора является 0,1-0,6 вес.%, так как меньшие содержания реагентов не обеспечивают низние значения филь- рации, вязкости и статического напряжения сдвига, а большие добавки нецелесообразны, так как не ведут к дальнейшему уменьшению фильтрации, а также способствуют повьш1ению вязкости.

Таким образом, обработка пресного глинистого раствора тройными сополимерами на основе акриловой кислоты позволяет снижать фильтрацию и статическое напряжение сдвига одновременно, вязкость остается в рабочих пределах, что устраняет ввод дополнительного реагента понизителя вязкости. Кроме того, предлагаемые тройные сополимеры можно получить в твердом виде, что облегчает транспортировку, хранение и применение в зимних условиях.

Фильтра-.

цня (Ф),

см 1085449 в 6 3 3 to в «5

Вязкость Не те- 7 12 t5 3& Here- 7 It t4 35 28 42 2S (), с четчет чет

Статическое напря- жение -. . сдвига (сне,) 43 5 2 2 5 45 5 3 3 S 120 180 360 90

Статическое напряжемие.

сдвига. .

(СНС )62to 4 4,5 7 60 It 45 7 140 200 400 tOO

55 55 5 55 5

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,250,25 0,25

- - 0,05 0,10

До 100%

0,05 0,10 0,40 0,60 0,70

Т б -л и ц « 2

Таблица 3

5 5

0,25 0,25 0,25

0,40 0,60 0,70

Фильтрация (Ф), см

Вязкость (

Статическое напряжение сдвига (сне, )

Статическое напряжение сдвига (СНС )

18171074 4169633

3535241210 2538251311 24

38362062 3381453 4

565025844512764 4

Редактор Е. Копча

Составитель В. Чупов Техред Н-. Бонкало

Заказ 2523/30 Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственно; о комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстненно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Т а б ли ц а 4

Корректор Г. Решет 1ик

СОПОЛИМЕРЫ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ.

Сополимеры акриловой кислоты общей формулы HjC-CH-VfHjC- COOHjfL оищеи формулы t M 1i;o-r--if -L:S--S, wtctijVc oK (I) где X 33,32 - 49,99 мол.%; У 49,99 - 66,66 мол.%; Z 0,02 мол.%, с характеристической вязкостью ,в. воде при , равной 18-20 дл/г, качестве реагентов для обработки буровых растворов. с «5 (Л Од О