Модифицированный бентонит Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

(5) МОДИФИЦИРОВАННЫЙ БЕНТОНИТ

Изобретение относится к приготовлению и обработке глин органическими соединениями с целью улучшения их набухаемости в органических средах.

Известен бентонит, содержащий четвертичные аммониевые соли, в частности, диалкилметилбензиламмоний

хлорид, где , tdИзвестен также модифицированный

глинопорошок для бурового раствора,

содержащий алкилдиметилбензиламмоний

хлорид 2.

Недостаток известных бентонитов

незначительная их набухаемость в

органических средах.

(iH.

К

ci,H7

R

где N37

Цель изобретения - увеличение набухаемости бентонита в углеводородной среде.

Поставленная цель достигается тем, что бентонит дополнительно содержит диоктадецилдиметиламмоний хлорид при следующем соотношении компонентов, мае.ч:

10

Бентонит100

Октадецилдиметилбензиламмоний хлорид (|) 7,7-69,3 Диоктадецилдиметиламмоний хлорид (И) 10,2-91,8

и ен

к

,/

(1Нч

ег Компоненты( I ) и (11)взяты в пропорции (10-90) : (90-1 о) по отношению к обменной емкости бентонита. Набухаемость такого бентонита зна чительно превышает набухаемость бентонита, содержащего только (I) или только (и), в органической среде (в данном случае, дизельном топливе) Это можно объяснить тем, что при обработке бентонита смесью четвертичных аммониевых солей (|) и (||) наиболее полно реализуется процесс гидрофобизации его поверхности за счет взаимного синергетического действия реагентов. Увеличение набухаемости бентонита влечет за собой улучшение диспергируемости его в углеводородно среде. Для приготовления модифицированного бентонита используют известную методику. В глинистый раствор медленно приливают полуторакратный избыток 50 -ного раствора (О и (И) в изопропиловом спирте. Избыток реагентов необходим для полноты ионного обмена. После введения реагентов смесь перемешивают в течение 30 мин затем фильтруют, промываю водой и сушат при 100-ЮЗС. Количзства (|) и (II) рассчитывают в зависимости от обменной емкости бентонита. Принимая, что идет 100%-ное замещение всех активных центров глинистого минерала, т.е. используется вся его обменная емкость, рассчитываютколичество каждого реагента, подшедшего на модификацию бентонита. В табл. 1 представлены составы модифицированного бентонита. В табл. 2 приведены результаты испытаний модифицированного бентонита. (Оберут в количестве, необходимом для замещения 10% обменной емкости бентонита, тогда (II) - в количестве, необходимом для замещения остальных 90, чтобы в конечном итоге использовать все 100% обменной ем кости. Причем количество реагентов необходимо брать в полуторакратном избытке для обеспечения более полного замещения. По формуле x MgQ/1000, где М. - молекулярный вес модификатора;Q - величина обменной емкости бентонита, определяют, сколько нужно взять (I) для модификации 100 мае.ч. бентонита т.е. всех 100 Q. ВычисляютТО от полученного числа, и далее, учитывая полуторакратный избыток и степень чистоты продукта, определяют искомое значение (в данном случае оно равно 7,7 мае.ч.). Аналогично находят количество (11) для реализации остальных 90 Q. Оно равно 91,8 мае.ч. Таким образом, для полного (100 -ного) замещения Q бентонита необходимо взять 7,7 мае.ч. (1) и 91,8 мае.ч. (II) в расчете на 100 мае.ч. бентонита. Количество (I) необходимо на реализацию 101 Q, а количество (И) - на остальные Э0% Q. Пример 1. В глинистую водную суспензию медленно, при постоянном перемешивании, приливают полуторакратный избыток 50 -ного раствора в изопропиловом спирте смеси реагентов в количестве, мае.ч: (|) 7,7 и (И) 91,8 (в расчете на 100 мае.ч. бентонита). Продолжают перемешивание в течение 30 мин, фильтруют, промывают водой и еушат при 100-105 С. Пример 2. Методика приготовления модифицированного бентонита по примеру 1, но емесь реагентов взята в составе, мае.ч: (|) 69,3 и (11) 10,2 (в расчете на 100 мае.ч. бентонита). Пример 3. Методика приготовления модифицированного бентонита по примеру 1, но емесь реагентов взята в составе, мае.ч: () 38,5 и (И) 51,0 (в расчете на 100 мае.ч. бентонита). По данной методике готовят девять составов (табл. 1) модифицированного бентонита, содержащего различное количество (I) и (П). Набухаемость образцов в углеводородной среде определяют на набухометре системы Паулик, Паулик, Эрдей. Наиболее эффективным является состав 2. В данном случае в составе исходной смеси преобладает (и), который благодаря своей структуре оказывает расщепляющее действие на решетку глинистого минерала, что дает возможность (О, обладающему меньшим молекулярным весом и только одним длинноцепочным радикалом, глубже проникнуть в межпакетное пространство и, следовательно, полнее гидрофобизовать поверхность бентонита. Преимущество состава 2 подтверждается данными лабораторных испытаний модифицированного бентонита в модельных системах буровых растворов

на углеводородной основе. Как показано в табл. 2, этот,образец обладает наибольшим структурирующим эффектом, так как статимеское напряжение сдвига (сне) бурового раствора возрастает в раз по сравнению с образцами № 1 и 9, т.е. с бентонитом, модифицированным только (f) или только (II). Структурно-реологические свойства модельных систем буровых растворов оценивают на приборе ВСН-3.

Таким образом, предлагаемый модифицированный бентонит обладает высокой набухаемостью в углеводородной cperfe, не требует разработки новой технологии, реагенты (1) и (fl) досПоказателиКоличество7,7 15, 30,8 38, мае.ч. Количество91,8 81,6 61,2 51, мае.ч. Отношениек обменнойемкостибентонита, % (I) Отношениек обменнойемкости бентонита, (II)

тупны, их производство налажено. Применение этого бентонита позволит расширить ассортимент инвертных эмул сионных растворов при бурении нефтяных и газовых скважин. Кроме того, его можно использовать и в других отраслях промышленности, а именно парфюмерной,керамической, в качестве добавки к смазочным материалам и т.д.

Экономическая эффективность от внедрения изобретения при бурении нефтяных и газовых скважин складывается из пятикратного снижения количественных расходов реагента, транспортных расходов и сектавляет 13700 руб.в расчете на 1 скважину.

Таблица t 40 50 60 50 .L....L....L...L..L.I.....LJ Состав 6.2 61,6 69,3 77,0 0,8 20,i 10,2 60. Примечание.

Формула изобретения

Модифицированный бентонит для бурового раствора, содержащий октадецилдиметилбензиламмоний хлорид, отличающийся тем, что, с целью увеличения его набухаемости в углеводородной среде, он дополнительно содержит диоктадецилдиметиламмоний хлорид при следующем содержании компонентов, мае.ч:

Бентонит100

Октадецилдиметилбензиламмоний хлорид 7,7-69,

Таблица 2

Диоктадецилдиметиламмоний хлорид10,2-91 ,8

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

Г. Патент Франции № 2407252 кл. С 09 К 7/02, опублик. 1979. 2. Липкес М.И. и др. Промышленные испытания термической инвертной эмульсии при бурении скважин в объединении Ставрополцнефтегаз.- Бурение, М., 1978, № 9, с. 17 (прототип). W- набухаемость модифицированного бентонита в углеводородной среде, обД.