Полимерный буровой раствор Советский патент 1982 года по МПК C09K7/02 

Оксиэтилированная целлюлоза (ОЭ марки Сульфацелл выпускается по ТУ 6-05-221-436-78. ГКЖ-10 (ТУ 6-02-696-72) и ГКЖ(ТУ 6-02-696-76) - гндрофобиэир:7гощие крв неорганические жидкости, о ладающие свойством образовывать гидрофобные пленки на поверхности глинистого материала в результате взаимодействия активных групп крем нийорганических соединений формулs ONa ГКЖ-11 гкж-1о с гидроксилами глинистого материал или воды адсорбированной на его по верхности, за счет чего в значител ной степени снижаются силы взаимодействия глинистых частиц с водой (растворителем). Они становятся 1;идрофобными и за счет роста сил гидрофобного взаимодействия образу флокулы очень большой плотности, в отличие от рыхлых осадков большо го объема при флокуляции минеральны ми электролитами и органическими по лиэлектролитами Типа полиакриловых соединений, Гидрофобность кремнийорганических пленок обусловлена тем, что ор ганические радикалы,связанные с ат мом кремния, направлены в сторону окружающей среды, а СЕЛЛОКсановая связь - к поверхности глинистого ма териала . ГКЖ-10 и ГКЖ-11 представляют собой водно-спиртовые растворы этили метилсиликоната натрия, имеют щелочную реакцию (pH7il2-13) . Смешиваю ся с водой и этиловым спиртом во ,, всех отношениях. Плотность р 1,19 +0,2 г/см Полимерный буровой раствор готовят следующим образам. Ок -иэтилированную целлюлозу раст воряют в воде. Затем при перемешивании добавляют соль трехвалентного хрсма, после чего вводят алкилсиликонат щелочного металла (ГЮК-11 или ГКЖ,-10), рН готового раствора составляет 11-12. В качестве соли трехвалентного хрома используют хро мовые квасцы КСг(50д)2. 12112,0. в табл.1 приводится зависимость структурно-механических, фильтраци онных и реологических свойств буро вого раствора от его состава. Из результатов испытаний, представленных в табл.1, следует, что наилучшие показатели имеют буровые растворы, содержащие 0,2-0,4% оксиэтилированной целлюлозы, 0,2-0,3% хромовых квасцов, 1-3% алкилсиликоната при рН равном 11-12, Система желатинирует, взкость ее резко возрастает при увеличении концентрации ГКЖ-11 до 3%. При этой концентрации протекает наиболее глубокое комплексообразование между ОЭЦ, ГЮК и трехвалентнлм хромом. .Концентрация комплексообразующей соли в композиции также имеет большое значение. Так, при постоянном содержании ГКЖ-И, равном 1%, уменьшение концентрации соли трехвалентного хрома с 0,3до 0,1 приводит к уменьшению вязкости с 90 до 25 мПа-с, а увеличение концентрации хромовой соли до 1% при том же содержании ГКЖ-11 разрушает способность композиции к образованию сплошной сети связей,при этом случае смесь представляет собой жидкость со студенистыми хлопьями, так как для каждой концентрации ГКЖ-11 fГКЖ-10 существует своя оптимальная концентрация комплексообразующей соли, обеспечивающая необходимые технологические свойства. После образования комплекса добавка солей NaCIa., CaClT. или KCI к раствору уже не вызывает разрушения геля. Технологические свойства буровых растворов на основе гидрогелей ОЭЦ и алкилсиликонатов при различных степенях минерализации показаны в табл.2. Из табл.2 видно, что предлагаемый буровой раствор обладает лучшими структурно-механическими и фильтрационными свойствами по сравнению С прототипом, а эффективная и пластическая вязкость его также выше, чем у известного, что указывает на его более высокую структурирующую способность, Значение статического напряжения сдвига через 1 и 10 мин покоя у предлагаемого раствора тоже выше, что указывает на его более высокую механическую прочность, а показатель фильтрации е;го меньше, чем у прототипа, к составляет 11-15 см за 30 мин. При этом все эти положи-тельные результаты достигаются при меньшем (в 3 раза) расходе полимерной основы (полисахарида - ОЭЦ). Влияние алкилсиликоната (ГКЖ-10, ГКЖ-И) , как флокулянта выбуренной породы, оценивается по изменению дисперсного состава исследуемого бурового раствора.

Таблица 1

Продолжение табл. 2

Формула изобретения . «Йслимерный буровой раствор, содер .жащуй эфир целлюлозы, флокулянт, { уктурообраэователь и воду, о т л ч Л ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества раствора путем по вьпиения его структурно-механических свойств и уменьшения показателя филь рации, он содержит в качестве эфира целлюлозы оксиэтилированную целлюлрзу, в качестве флокулянта - алкилсиликонат щелочного металла (ГКЖ-10 илиГКЖ-11), а в качестве структурообразователя - соль трехвалентного хрсма при следующем соотношении компонентов, мас,%: Оксиэтилированная целлюлоза (ОЭЦ) 0,2-0,4 Алкилсиликонат щелочного металла (ГЮК-Ю или ГЮК-И) 1,0-3,0 Соль трехвалентного хрома 0,2-0,3 ВодаОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Михеев В.Л. Технологические свойства буровых растворов. И., Недра, 1979, с.190. ,2.Katona Jozsef. PotisrocVrarictoV es suarmatefcqi mini obEitofo vaflel .q еорамуади .- Kftotcu es ioEd -g-dTbdnKUSiipar. K.uU6b musz.. -bud. Kozg., I IOik/fi 9, с.-(Н14 (венг.Хлрототип).