Способ получения реагента для биополимерных буровых растворов Советский патент 1992 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к технологии производства реагентов, применяемых для регулирования свойств буровых растворов на водно-полимерной основе без глинистой фазы или малым ее содержанием.

Известны буровые растворы с малым содержанием твердой фазы и безглинистые буровые растворы на основе акриловых полимеров, а также микробного полисахарида- биополимера.

Эти растворы не всегда удовлетворяют требованиям высокой устойчивости по параметрам важнейших технологических свойств. Для повышения их устойчивости применяют различные модифицирующие добавки или используют комплексные (многокомпонентные) реагенты.

Наиболее близким техническим решением является обработка биополимерного бурового раствора органическим комплексным соединением хрома, полученное взаимодействием соли трехвалентного хрома с

конденсированной сульфит-спиртовой бардой.

Однако буровой раствор после обработки указанным реагентом не отвечает в достаточной мере требованиям устойчивости его фильтрационных и реологических свойств при повышенных температурах и старении,

Цель изобретения - повышение термостойкости и устойчивости бурового раствора в процессе старения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения реагента для обработки биополимерных буровых растворов, включающего комплексообразование трехвалентного хрома с органическим компонентом, а в качестве органического компонента используют углещелочной реагент, комплексование ведут при рН 8-10 и последующем выдерживании 7-10 ч, при этом углещелочной реагент и соль трехвалентного хрома

(Л

С.

Я

ю

00

VI

берут в соотношении по массе от 10:2 до 10:8.

Пример 1. Установление времени созревания комплексного реагента (КР). 100 г углещелочного реагента (УШР) при непрерывном перемешивании растворяют в 0,86 дм3 воды, нагревают до 70°С. Далее вводят 40 г порошкообразного CrfOHXHaCOslSCM (техническое название хромовый дубитель- ХД)тремя порциями по 12-14 г, после введения каждой порции ХД вводят по 1 г NaOH (pH 8-9). Смесь выдерживают в течение 1 ч при температуре 70°С, затем оставляют ее для охлаждения и созревания. Через 7 ч и далее через каждый час отбирают пробу комплексного реагента и вводят в 0,4%-ный раствор биополимера.

Результаты исследований влияния времени созревания КР на основные (реологические и фильтрационную) характеристики бурового раствора приведены в табл. 1.

Табличные данные свидетельствуют о необходимости 8-часовой выдержки КР перед его использованием для достижения оптимальных свойств бурового раствора.

Пример 2. Для установления оптимального соотношения ингредиентов в КР готовился ряд образцов по выше указанной технологии с разным соотношением. Содержание ХД в комплексном реагенте изменялось от 11 до 67%, или на 10 мае.ч. УШР брали от 1,2 до 20 мас.ч, ХД. До введения а 0,4%-ный раствор биополимера КР выдерживался 10ч. Количество введенного в раствор КР изменялось в пределах от 0,45 до 1.8 мас.%, что в пересчете на компоненты реагента составляет: УШР 0,3-1,2 мас.%, ХД-0,15-0,5 мас.%.

Улучшение свойств полимерного раствора соответствует содержанию УШР в пределах 0,5-1,0% и ХД в пределах 0,2- 0,4%. Эти количества ингредиентов соответствуют общему количеству КР в пределах 0,7-1,.4%. При этом содержание ХД в реагенте может меняться в пределах от 17 до 44%, что соответствует составу КР, в котором на 10 мас.ч. УШР взято от 2 до 8 мас.ч. ХД. Оптимум, определяемый экспериментальными значениями показателей и СНС,

приходится на состав, в котором соотношение УШР-ХД по массе составляет 10:4, то есть содержание ХД в реагенте примерно 30%.

Пример 3. Оценка повышения устойчивости к температуре 70°С, а также старению биополимерного бурового раствора при введений КР производилась по сравнительному анализу свойств полимерного бурового раствора на основе биополимера обработанного КР, полученного по выше указанной технологии, и Другими добавка ми.

Измерения параметров проводились

сразу после приготовления, через сутки и несколько суток после приготовления. Кроме показателей CHCi/ю, рН, Ф, определялись коэффициенты и к степенной зависимости напряжения сдвига от градиента скорости раствора, которые характеризуют выносящую способность бурового раствора при оптимальных значениях пик соответственно равных 0,2-0,5 и 15-40. Результаты испытаний приведены в

табл. 2.

Из приведенных данных видно, что свойства полимерного раствора, обработанного КР, полученным взаимодействием УШР с ХД, отличаются повышенной стабильностью

свойств во времени и к повышенным температурам, в сравнении с растворами, биополимера, обработанными ХД, бентонитом и КР, полученным взаимодействием КССБ и ХД. Формула изобретения

Способ получения реагента для биополимерных буровых растворов, включающий комплексообразование соли трехвалентного хрома и углещелочного реагента в присутствии щелочи при рН 8-10, отличающийс я тем, что, с целью повышения термостойкости и устойчивости в процессе старения биополимерного бурового раствора, углеще- лочной реагент предварительно нагревают до 65-75°С, а комплексообразование с солью

трехвалентного хрома проводят в течение 40- 60 мин, при этом используют количества углещелочного реагента и соли трехвалентного хрома, взятых в соотношении по массе 10:2 - 10:8.

Таблица 1

С целью повышения термостойкости и устойчивости в процессе старения биополимерного бурового раствора углещелочной реагент предварительно нагревают до 65- 75°С. а комплексообразование с солью трехвалентного хрома проводят в течение 40-60 мин, при этом используют количества углещелочного реагента и соли трехвалентного хрома, взятых в соотношении по массе от 10:2 до 10:8 при рН 8-10. 2 табл.

Биополимер 0.5 Хроморганический, комплекс 0,7 (прототип) вода остальное

после приготовления6}ЗД129,50,М

через сутки 23 i3129,1OJ27

после прогрева (122 128,90,5

через сутки после прогрей10|6118,70,|2

Биополимер 0,5

Комплексный реагент (при

соотношении УШР-ХД 10:М 0,7

Вода остальное

после приготовления 25 26 8 9,0 0,20

через сутки20 23 8 8.5 0,26

после прчгреаа4 23 26 9 8,5 0,26

через сутки после прогрева 23 30 8 8,5 0,26

через 7 суток после прогрева 23 30 8 8,5 OJ26

Продукт взаимодействия КССБ и Х/1. В течение I м при 70 С.

Таблиц 2

О,«15 O.S2 в,55 0.55

5,5

21 1.8

0,26 0.23 0,2} 0,23 0.23

17. 20,7 20,7 20,7 20.7