Способ получения противоизносных добавок к промывочным жидкостям Советский патент 1988 года по МПК C09K7/02 

114

Изобретение относится к способу получения новых противоиэносных до.ба- вок к промывочным жидкостям при бурении нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в газонефтяной промышленности.

Цель изобретения - повьтение противоиэносных и ингибирующих свойств промывочных жидкостей при бурении нефтяных и газовых скважин путем использования в качестве добавки продукта взаимодействия полиэтиленпо- лиаминов, таких как дизтилентриамин, триэтилентетрамин, 5-метилтриэтилен- тетрамин или их технической смеси состава, мас.%:

1:1,4). Получают 47,97 (90%) продукта в виде вязкой массы.

в) В условиях примера 1а загружают 20,6 г ДЭТА, .нагревают до 110°С, добавляют 29 г ВИК-1 и производят отгон воды и легкокипящих компонентов. Затем нагревают до 240 С и про- доЬжают отгон воды и других примесей Получают 26,8 г (68%) продукта. Цвет изменяется до темного, наблквдается разложение продукта в некоторой степени.

Условия синтеза 2-алкилимидазо- линов из разветвленных монокарбоновы кислот представлены в табл.1, характеристики продуктов - в табл.2.

Изобретение касается алифатических аминов, на основе которых получают противоизносные добавки к промывочным жидкостям, используемым в газонефтяной промышленности. Для повышения эффективности указанных добавок используют полиэтиленполиами- ны, которые конденсируют с о/-разветвленными монокарбоновыми кислотами при выдержке в атмосфере азота при 120-180 С в течение 4 ч с последующим повышением температуры до 220- . В качестве исходных аминов используют диэтилентриамин, триэти- лентетрамин, 5-мет 1п-1,3,9,10-тетра- минодекан, 5-метил-1,4,9,10-тетрами- нодекан, 5-метилтриэтилентетрамин или их техническую смесь- состава, мас.%; этилендиамин 0,1-0,5; пипера- зин 0,05-0,1; Н-,о-аминоэтилпиперазин 30-405 триэтилентетрамин, тетраэти- ленпентамин или высшие амины остальное. В качестве кислот используют соединения обшей ф-лы Н(С,-Н4) п -СР.(СН,)-С(0)ОН где R - Н, или , или 1-10, в виде следующих фракций: Cj-Cg, С „-С,,, . Полученные жидкости полностью растворимы в воде, имеют низкие кислотные числа - 2,4-3,6 мг КОН/Г,высокие амин- ные числа - 140-171 мг HCl/r (при содержании свободных аминов до 8%), скорость изнап1ивании стали (нагрузка 12,7 МПа) 134 мм/ч, скорость коррозии 0,095 г/м . ч (содержание добавки в жидкости 0,1-0,2 мас,Й).3 табл. с 9 (Л 1 4 o сл ND

Этилендиамин 0,1-0,5

Пиперазин 0,05-0,1

N-p-аминоэтилпиперазин30-40

Триэтилентетр амин, тетраэтиленпентамин или вые-

шие амины Остальное /-разветвленными монокарбоновыми слотами общей формулы

Н(СН,СН-)

г- п

где

R

п

Н,

CjH,

или С4Н5,

.0; 1-10 в виде следующих фракций:

Iфракция - общее количество атомов углерода в молекуле 5-9}

IIфракция - количество атомов углерода 11-19;

IIIфракция - количество атомов углерода 21-27,

П р и м е р 1,

а)Конденсация диэтилентриамина (ДЭТА) с фракцией I кислот (ВИК-1).

В реактор загружают 20,6 г (0,2 моль) ДЭТА, нагревают до 120 С в токе азота. Затем дозируют 29 г (0,2 моль) ВИК-1 (средний молекулярный вес 145 и производят отгон воды и легкокипящих компонентов в течение 4 ч. Затем температуру нагрева поднимают до 220 с и выдерживают 2 ч. Получают 40,7 г (96Х) продукта в виде вязкой массы.

ИК-спектр, см : 1650 (NH).

б)sB условиях примера 1а загружают 20,6 г ДЭТА, нагревают до дозируют 40,6 г (0,28 моль)| ВИК-1 (молярное соотношение ДЭТА:ВИК-1

0

5

0

5

0

5

0

5

Определение противоизносных свойств промывочных жидкостей, полученных смещением предлагаемых соединений и воды в весовых соотнршениях 99,9-99,8:0,1-0,2, производят на машине трения.

Определение заключается в том, что измеряется скорость изнащивания стали, из которой изготовлен рабочий элемент узла трения.

Затем промывается рабочий злемент машины соответствующей промывочной жидкостью, при различных удельных нагрузках. Чем ниже скорость изнашивания стали при прочих равных условиях работы узла трения, тем вьппе про- тивоизносные свойства промывочной жидкости.

Результаты исследований представлены в табл.3.

Показатели растворов, определенные через четыре недели выдержки,отличаются незначительно, а именно на 5-6% повышается условная вязкость и примерно на 6-8% увеличиваются показатели фильтрации; снижение проти- воизносной, смазочной и антикоррозионной способности растворов не превышает на 3-6%. Исходя из строения продуктов конденсации можно ожидать, что бактерицидная активность не ниже, чем у известного.

Противоизносные свойства составов промывочной жидкости во всех случаях выще тех же свойств известной промывочной жидкости. Причем наилучший зффект достигается при использовании производных 2-алкилимидазолина-1,3, полученных взаимодейст вием как индивидуальных полиаминов, так и смеси ПЭПА в ВИК-111.

3 1А42529

Оптимальная добавка продукта кон-Триэтилентетрагдан,

денсации ВИК с ПЭПА находится в пре-тетраэтиленпентамин

делах 0,1-0,2 мас.% и при дальнейшем или высшие амины Остальное

увеличении ее количества величинаподвергают взаимодействию с о -разветскорости изнашивания изменяется не-вленными монокарбоновыки кислотами

значительно. Кроме того, предлагаемыеобщей формулы

противоизносные добавки обладают иCtt ингибируюшими свойствами,

Формула изобретения

10

несилен,)f, с-соон

( R

Способ получения противоизносных добавок к промывочным жидкостям на основа алифатических аминов, отличающийся тем, что, с целью повышения противоизносных и .

где R - Н, C-jHi или С4Н5, 15 п 0; 1-10 в виде следующих фракций:

I фракция - общее количество ато- ингибирующих свойств промывочных жид- мов углерода в молекуле 5-9; костей, полиэтиленполиамины, такие II фракция - количество атомов как диэтилентриамин, тризтилентетра- 2о Углерода 11-19;

мин, 5-метилтриэтилентетрамин или их III фракция - количество атомов техническую смесь состава, мас,%: углерода 21-27,

0,1-0,5 при выдерживании в токе азота при 0,05-0,1120-180°С в течение 4 ч с последую25 щим повышением температуры до 220- 30-40260 С,

Таблица 1

Этилендиамин Пиперазин М-/}-аминоэтилпи- перазин

ДЭТА:ВИК-1

ДЭТА:ВИК-1

ДЭТА:ВИК-1

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-111

ДЭТА:ВИК-111

ТЭТА:ВИК-I

.ТЭТА:ВИК-I

1 :1

Ctt

10

несилен,)f, с-соон

( R

220 96

Жидкое, темно- коричневого цвета

ТЭТА:ВИК-11

ТЭТА:ВИК-11

ТЭТА:ВИК-111

м-ТЭТА-ВИК-1

м-ТЭТА;ВИК-11

М-ТЭТА-.ВИК-111

ПЭПА:ВИК-1

ПЭПА:ВИК-1

ПЭПА:ВИК-11

ПЭ11А:ВИК-111

ПЭПАгВИК-Ь

ПЭПА:ВИК-11

ПЭПА:ВИК-111

ПЭПА:ВИК-1

ПЭПА:ВИК-11

ПЭГ А:ВИК-111

ПЭ11А:ВИК-1

ПЭПА:ВИК-11

ПЭПА:ВИК-.111

ДЭТАгВИК-1

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-1

ДЭТА:ВИК-11

ДЭТА:ВИК-1

1:1160260952

1:1,4160260862

1:1180260962

1:1120220972

1:1160260942

1:1180265902

1:1160260922

1:1120220862

1:1Г60240892

1:1180260922

1:1115220744

1:1160240922

1:1180240942

1:1140265902

1:.1120260922

1:1160270822

1:1,4120240842

1:1,4180240.882

1:1,4120240922

С,8:1120220932

1:1,2120240942

0,8;1,2160260872

1:1120275 842

1:1115240%2

Продолжение табл.1

Темно-коричневого цвета II

« Таблица2