Пеногаситель для обработки глинистых растворов Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Изобретение относится к химической, нефтяной, газодобывающей, горнодобывающей промышленности.

Известен пеногаситель, представляющий собой суспензию газовой сажи в соляровом масле .

Недостатком указанного пеногасителя является малая эффективность в части удаления газовых включений из жидкой фазы раствора.

Наиболее близким по технической сущности является пеногаситель для глинистых буровых растворов, содержащий мелкодисперсные частицы окисла с привитыми на поверхности кремнийорганическими радикалами.

Пеногаситель МАС-200 получают обработкой высокодисперсного кремнезема -аэросила кремнийхлорорганическими соединениями, например, диметилдихлорсиланом. В результате взаимодействия силанольных групп кремнезема с

органохлорсиланами на поверхности окисла образуются соединения вида

SiO.-0- Si{C4,)-0-J,

где п 5-1.. Гидрофобный аэросил эмульгируют в дизельном топливе и вводят в водный буровой раствор в количестве 0,1-0,15% веса 2.

Недостатком указанного пеногасите10ля является трудность получения однородного состава при введении гидрофобного пеногасителя в водный раствор, это увеличивает его расход. Так для введения в буровой раствор требуется непосредственно на буровой диспергировать органоаэросил в органической среде-соляровой. жидкости. При . введении пеногасителя наблюдается сильное пыление. Предварительное за20гущение органооэросила в органической среде для доставки готового состава резко увеличивает его горючесть, из-за сильно развитой удельной поверх39ности применяемого аэр.осила. Это уве личивает пожароопаснОсть пеногасителя при транспортировке. Кроме того применение в пеногасителе органоаэро сила с полной конденсацией метилсилильных групп на поверхности удорожа ет продукт. Цель изобретения - повышение эффективности действия пеногасителя. Поставленная цель достигается тем что пеногаситель дополнительно содер жит воду, а в качестве мелкодисперсных частиц окисла содержит отходы производства метилаэросила с привиты ми на поверхности кремнийорпанически ми радикалами с полярными группами н конце SiO -Co-Si (R) JnX, где п 1; R - органический радикал - СН, , - X - полярная группа - ОН, -NH-j, ..PI причем компоненты взяты в следующем соотношении, вес.: Органоаэросил 60-98 Вода2-40 в водный раствор вводят суспензию из расчета содержания в ней органоаэросила 0,,1 вес.%, концентрация ме тильных групп в кремнийорганическом слое поверхности органоаэросиЙа составляет 0,8-2,0 мМоль/г SlOi, кон.центрация полярных групп 0, мМоль/г SiO. Наличие на поверхности высокодисперсного аэросила плотного метилсилильного покрова приводит к сохранению сильного пеногасящего эффекта,од новременное содержание на конце метил силильной цепи полярных групп способствует более легкому введению пеногасителя в водный раствор, повышает его однородность распределения, эффективность действия. В пеногасителе применяют кислый Органоаэросил.SiO,j -Co-SUCH }, С1, получаемый в виде побочного продукта (кислых отходов) в синтезе метилаэро сила марки АМ-1 на промышленной уста новке к1|-69-3. Технология приготовления пеногаси теля включает эмульгирование дисперс ной фазы указанного органоаэросила в водной среде. Нижний предел концентрации влаги в пеногасителе определяется стремлением уменьшить транспортные расходы, верхний предел - улучшить условия введения пеногасителя в буровой раствор. Пример 1. Пресный раствор, расчетный удельный вес которого г/см, обрабатывают сульфит-спиртовой бардой (ССБ) . Вспененный раствор имеет параметры ЗГО,7 г/см и вязкость (т) 150 с. В раствор вводят пеногаситель в виде водной суспензии, содержащей 0, органоаэросила от веса бурового раствора. Органоаэросил имеет на поверхности химически связанные кремнийорганические радикалы; полярные группы 510,-0-5 i (СН),,-С1 .Содержание органоаэросила в водной суспензии 98 вес.%, концентрация метилсилильных групп составляет О ,8 мМоль/г 5102, концентрация полярных групп С1 - 0, мМоль/г OQ. Отдельно, в раствор вводят дизельное топливо 0,1 вес... После дегазации раствор имеет параметры: J 1,05 г/см, Т ЦО с. Пример 2. Минерализованный раствор, имеющий расчетный удельный вес 1,18 г/см , обрабатывают ССБ до параметров 0,6 г/см, Т не течет. Гашение пены проводят введением пеногасителя в виде водной суспензии, содержащей 0,1 от .веса бурового раствора. На поверхности окисла содержатся химически связанные кремнийорганические радикалы: SiOjt -t-0-(CHa),j -Cl, Содержание органоаэросила в водной суспензии 70 вес,, концентрация метилсилильных групп - С1 - 0, мМоль/г О.- тдельно в раствор вводят дизельное топливо в количестве 0,1 вес.. После дегазации раствор имеет параметРы: З 1,16 г/cм Т (не течет) 60 с. Пример 3- Пресный утяжеленный раствор, имеющий f1,34 г/см , обрабатывают конденсированной порошкообразной ССБ. Вспененный раствор имеет параметры: jf 1,12 г/см, Т 250 с. Гашение пены проводят введением пеногасителя в виде водной суспензии, содержащей О,1 органоаэросила от веса бурового раствора. Органоаэросил имеет на поверхности химически связанные кремнийорганические радикалы, полярные группы: SiOj - 0-{CHj)J4 - Содержание органоаэросила в водной суспензии 60 вес.%. Концентрация метильных групп составляет 2 мМоль/г SiO,. концентрация молярных групп - С1 0, мМоль/г .После дегазации раствор имеет параметры г/см Т 50 с. Пр и м е р .i. Пресный раствор, расчетный удельный вес которого 1,1 г/см, обрабатыв.ают ССБ до параметров:-у 0,7 г/см, вязкость -Т 150 с. Пеногашение проводят путем введения пеногасителя в виде водной суспензии органоаэросила 0,1% от ве са бурового раствора. На поверхности окисла содержится химически связанные кремнийсилоксановые радикалы: Si02.(0-C4H5)2. -ОН. Содержание органоаэросила в водной суспензии 50 вес.. Отдельно в раствор вводят дизельное топливо в количестве 0,1 вес.%. riocjie дегазации раствор имеет параметры: 1,12 г/см, Т 30 с Известный пеногаситель (марки МАС-200). обладает резко выраженной гидрофобностью, поэтому в водные растворы он вводится только после предварительного суспензирования в дизельном топливе. Централизован.ное изготовление пеногасителя из отдельных компонентов (органоаэросил, органическая среда) сильно осложняется повышенной горячестью полу ченного пеногасителя, особенно при транспортировке и хранении. Высокоразвитая поверхность органоаэросила (200 м /г) способствует интенсивному испарению органической ,поэтому пеногаситель готовят непосред ственно в условиях буровых установок, доставляя по отдельности компо ненты пеногасителя, порошкообразный аэросил и жидкие нефтепродукты. Новый пеногаситель водных раство ров (марки АМ-5) легко вводится в водный буровой раствор и не требует предварительного диспергирования в i органических средах, при этом не только сокращается расход дизельного топлива, но и исключается дополнител нал операция приготовления суспензии в полевых условиях. Известный пеногаситель является сильнопылящим веществом, что повышае его потери. Высокая степень дисперсности реагента MAC-20Q приводит к то му, что при попадании в воздух он на ходится во взвешенном состоянии в ви де пыли в течением длительного времени, подвергая опасности здоровье работающих, что особенно следует учиты вать, так ка предельно допустимая (ПДК) его составляет концентрация 1 мг/м воздуха Предлагаемый пеногаситель водных растворов марки АМ-5 непылящий порошок, непосредственно готовый к употреблению, удобен в дозировке. Известный органоаэросил марки МАС-200 имеет небольшой насыпной вес (80 г/л), что снижает коэффициент заполнения транспортных объемов. Объем предлагаемого пеногасителя водных растворов АМ-5 в 3 раза меньше объема известного пеногасителя, что позволяет повысить эффективность использования полезных транспортных средств тары, что особенно важно при доставке пеногасителя авиатранспортом в отдаленные районы. Кроме того, предлагаемый пеногаситель водных растворов более эффективен в работе. В случае бурового раствора расход органоаэросила уменьшается в 2 раза. Концентрация органоаэросила в водной суспензии указывается относительно веса органической среды бурового раствора, потому что концентрация метилаэросила (марки МАС-200) также указана относительно органической среды бурового раствора. Это дает возможность сравнить эффективность работы известного и предлагаемого пеногасителя. Учитывая содержание органической среды в применяемом буровом растворе (8-10) концентрация органоаэросила (АМ-5) составит 0,005-0,01 от веса бурового раствора. В случае водных растворов, не допускающих введение пеногасителя в виде суспензии в углеводородной среде оказывается работоспособным только предлагаемый пеногаситель. Новый пеногаситель отличается высокой технологичностью, его приготовления из.доступного сырья,дешевизной . Пеногаситель водных растворов . (марки АМ-5) получают на основе отходов метилаэросила промышленной установки КМ-69-3 п/о Хлорвинил . Предлагаемый пеногаситель испытан как в пресных, так и минерализованных водных буровых растворах, содержащих органические среды,, так и без них. Проведены испытания в воднок растворе стирального порошка, мыла водных cycпeJ зий красителей, целлюлозы. В дополнительных примерах (5-В) приведен состав и свойства буровых растворов,.не содержащих смазывающих

добавок (нефти), и в водных растворах до и после вводится пеногаситель ЙОДНЫХ растворов (марки )

Пример 5- Пресный раствор, состоящий из воды 1000 см бентонито вого глинопорошка 300 г,имеет следующие параметры: f 1,0/ г/см, Т 28 с, 8 12 мин, СНС:е,, кг/см , (к) 2 мм, обрабатывают У/о конденсированной CCfi От .объема раствора. В результате вспенивания раствор имеет следующие параметры: У 0,91 г/см, Т 95 с, В 8 .О мин К 2 мм СНС.о 51-99 мг/см. В раствор непосредственно ЕШОДЯТ пеногаситель в виде 20 концентрации метилаэросила S 1 02 -0-CSi (СНз )j 3 С1 в во- де. (В приготовленный выше раствор 0,002 весД метилаэросила от веса бурового раствора).

После дегазации раствор имеет следующие параметры: 1,07 г/см v Т 26 с, В 80 см ЗО-ммн, К 2 мм, 62-88 мг/см, В случае применения для пеногашения известного реагента МАС-200 в аналогичных условиях его расход увеличивается в 2 раза, кроме того для введения пеногасителя МАС-200 требуется применение углеводородной среды.

Пример 6. Минерализованный

Х

раствор, содержащий на 1000 см 300 г бентонитового глинопорошка, имеющего соленость фильтрата 21 BQC, хлористого натрия, имеет следующие параметры: ,QS г/см, Т 28 с, б 12 смЗ/30 мин, сне, „ мг/см

(It

К 2 мм, обрабатывают конденсированной ССБ 3°з от объема раствора. В результате вспенивания раствор имеет следующие параметры: у 0,91 г/см , Т 95 с, В 8 см /30 мин, К 2 мм, 51 99 мг/см -. В раствор вводя пемогаситель в виде суспензии органоаэросила,. содержащий 20% метилаэро сила видагЗЮ -Со-З (СНз)хЗ -С. Рабочий раствор содержит 0,01 метилаэросила от веса бурочого раствора.

Известный пеногаситель (МАС-200) непосредственно в водный раствор ввести не удается из-за его сильной гидрофобности,

Пример 8. Вспенивают два водных раствора стирального порошка Эра-А от объема 100 мл до 1000 мл. В первый раствор вводят новый пеногаситель в количестве 0,1 метилаэросила от веса водной фазы. Органоаэросил введен в виде

водной суспензии. Второй раствор контрольный. Оба раствора одинаково перемешивают. В первом растворе-объем пены уменьшается (за 30 мин) в 12 раз больше, чем во втором.

Использование нового пеногасителя водных растворов по сравнению с известными обеспечивает сокращение расхода органоаэросила с 0,1-0,15 от веса раствора до 0,05-0,1, упрощение процесса введения пеногасителя в водный раствор, так как органоаэросил, содержащий .полярные группы на конце химически привитых органических радикалов хорошо вводится в водный, раствор, образуя суспензию. Предварительное загущение органоаэросила резко уменьшает при работе с ним пьтение, пожароопасность при транспортировке. При введении в водный раствор исключается операция предварительного смешивания пеногасителя с органической основой. Пеногаситель можно транспортировать и ввести в буровой раствор отдельно от дизельного топлива. Более низкая стоимость за счет применения органоаэросила, получаемого в виде побочного продукта - отхода в промышленном синтезе метилаэросила. При введении небольших количеств пеногасителя практически не изменяются основные параметры раствора, кроме удельного веса и вязкости.

Формула изобретения

Пеногаситель для обработки глинистых растворов, содержащих дисперсные частицы окисла с привитыми на поверхности кремнийорганическими радикалами отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия, он дополнительно содержит воду а в качестве мелкодисперсных частиц окисла содержит отходы производства метилаэросила с привитыми на поверхности кремнийорганическими радикалами с полярными группами на конце SiO C-O-Si (R) X, где п 5 1 ,

R - органический радИкал , например СН,,,

X - полярные группы, например,

С1, ОН или их сочетания, при следующих соотношениях компонентов, вес.%:

10

Отходы производ-1. АЁТорское свидетельство СССР

ства метилаэроси-№ 335367, кл. С 09 К 7/06, 1970.

ла 60-982. Токунов В.И. и др. Новый peaВода 2- 0гент MAC 200 для буровых растворов.

Источники информации,5 Нефтяйое .хозяйство. М., Недра, принятые во внимание при экспертизе 1979, с. (прототип).