Способ получения термостойкого реагента для глинистых растворов на основе лигносульфонатов

 

Изобретение относится к переработке растительного сырья, в частности к получению термостойкого реагента для глинистых растворов на основе лигносульфонатов. Цель - упрощение процесса. Получение ведут путем окисления лигносульфонатов бихроматом натрия и конденсации с формалином в присутствии гексаметилендиамина при 90-95°С в течение 1-1,5 ч. Процесс проводят при соотношении лигносульфонаты технические : формалин : гексаметилендиамин : бихромат натрия 100:(3,5-5,5):(0,8-1,5):(1,0-2,5) мас.ч. Новый реагент устойчив к действию кальциевых (до 1.5%), магниевых (до 1,0%) солей, а так же может применяться для обработки минерализованных растворов при содержании в них 10-15% NaCI и при полиминеральной агрессии. 8 табл. Ё

СО1ОЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК (я)з С 07 G1/00, С 09 К 7/02

ГОСУДАР СТ BE ННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТГНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4741180/04 (22) 26.07.89 (46) 15,01,92, Бюл. М 2 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В,С,Швулов и Н.Ф.Лемешко (53) 547.792,3.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 581134, кл. С 09 К 7/02, 1967. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ PACTBQPOB НА ОСНО8Е ЛИГНОСУЛЬФОНАТО8 (57) Изобретение относится к переработке растительного сырья, в частности к получению термостойкого реагента для глинистых

Изобретение относится к переработке растительного сырья, а именно к способу получения нового термостойкого реагента для глинистых растворов на основе технических лигносульфонатов, который может быть использован в нефтяной и газовой промышленности.

Цель изобретения — упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что процессы окисления и конденсации осуществляют одновременно в присутствии гексаметилендиамина при соотношении лигносульфонаты технические; формалин: гексаметилендиамин: бихромат натрия

100:3,0-5,5:0,8-1,5;1,0-2,5.

Пример 1. Смесь 100 мас.ч. лигносульфонатов технических (ЛСТ) с содержанием сухих веществ 32, 3,0 мас.ч, формалина, 8,0 мас,ч, гексаметилендиами. Ы 1705298 А1 растворов на основе лигносульфонатов.

Цель — упрощение процесса. Получение ведут путем окисления лигносульфонатов бихроматом натрия и конденсации с формалином в присутствии гексаметилендиамина при 90-95 С в течение 1-1,5 ч. Процесс проводят при соотношении лигносульфонаты технические: формалин: гексаметилендиамин: бихромат натрия

100:(3,5-5,5):(0,8-1,5):(1,0-2,5) мас.ч. Новый реагент устойчив к действию кальциевых (до

1,5 ), магниевых (до 1,07ь) солей, а так же может применяться для обработки минерализованных растворов при содержании в них 10-151ь NaCI и при полиминеральной агрессии. 8 табл. на (ГМДА) и 1,0 ма- ч. бихромата натрия в четырехгорлой круглодонной колбе, снабженной мешалкой, термометром и обратным холодильником, нагревают при 90-95 С в течение 1-1,5 ч, после чего реакционный продукт охлаждают.

Аналогично готовят другие реагенты при различных соотношениях исходных компонентов.

Составы реакционной массы для синтеза реагентов приведены в табл. 1.

Получение термостойкого лигносульфо-, натного реагента сопровождается резким увеличением вязкости реакционной массы, при этом увеличение содержания формалина, ГМДА и бихромата натрия приводит к увеличению вязкости получаемого реагента.

Зависимость условной вязкости реагента отсостава реакционной массы приведена в табл. 2.

1705298

Резкое возрастание вязкости рас1воров реагента свидетельствует о том, что в результате процесса происходи- конденсация лигносульфонатов, Полученные реагенты используют для обработки буровых растворов, приготовленных из бентони овой глины марки ПБГ, Результаты испытаний представленbl в табл, 3, Из представленных в табл. 3 данных следует, что реагенты 1-18 характеризуются различной активностью.

Фильтрационные свойства при комнатной температуре буровых глинистых растворов, обработанных реагентами 1-18, примерно одинаковы. При 200 С лучшими значениями показателя фильтрации характеризуются буровые растворы, обработанные реагентамн 6-15. Введение в буровой глинистый раствор реагентов 4-16 практически не повышает статического напряжения сдвига, зато снижает значение показателю фильтрации при 200ОС по сравнению с известным реагентом 18 более чем в 2-4 раза.

Структурно-реологические и фильтрационные свойства обработанных буровых растюров определяются массовым соотношением ингредиентов реакционной массы, и, прежде всего, массовым содержанием в реагемте ГМДА и бихромата натрия.

Как смдует из данных табл. 3, наилучшими фмльтрационными н структурно-рвологическими параметрами характеризуются растворы, обработанные реагентами, полученными при следующем соотношении ингредиентов реакционной массы, мас.ч.:

flCT-100; формалин 3,0-5,5, ГМДА 0,8-1,5; бихромат натрия 1,0-2,5.

Снижение содержания компонентов реакционной массы снижает активность реагвнта, увеличение не оказывает существенного положительного влияния на фильтрационные свойства растворов, однако приводит к повышению структурно-реологических характеристик последних, Оптимальным соотношением инг редиентов является состав 8, содержащий мас.ч.: ЛСТ

100; формалин 4,3; ГМДА 1.2, бихромат натрия 1,8. Использование приведенного соотношения позволяет получить реагент, характеризующийся высокой активностью по снижению показателя фильтрации при

200 С; обработанные укаэанным реагентом глинистые растворы имеют низкие значения структурно-реологических параметров и поквэвтеля фильтрации при 200 С.

В табл. 4 представлены данные, характеризующие зависимость фильтрационных

55 свойств бурового раствора от количества добавленного реагента 8.

В соответс1вии с данными табл.4, количество реа ента, добавляемого в глинистый раствор, составляет 77, (в пересчете на сухое вещество) от объема бурового раствора.

Параметрами процесса, определяющими качество приготовленного реагента, являются соотношение ингредиентов реакционной массы, продолжительность (г ) и температура процесса.

В табл. 5 и 6 представлены данные, показывающие влияние температуры и соотношения ингредиентов реакционной массы на продолжительность процесса получения термостойкого лигносульфонатного реагента соответственно.

Иэ табл. 5 следует, что температура оказывает существенное влияние на продолжительность процесса получения реагента.

Так, при температуре менее 70 C (пример а). не удается приготовить реагент, характеризующийся высокой активностью (показатель фильтрации глинистого раствора даже при 20 С составил 9,6 см, что свидетельствует о крайне низкой эффективности действия реагента). Повышение температуры (пример 6) позволяет получить реагент, отличающийся высокой активностью в QTHQшении снижения показателя фильтрации бурового раствора при температурах до

200 С. Однако для этого необходимо затратить больше времени, чем при осуществлении способа согласно прототипу.

Увеличение температуры (примеры в-д) позволило сократить продолжительность процесса более чем в 2 раза по сравнению с прототипом. Дальнейшее повышение температуры практически не приводит к положительному результату (пример б).

Оптимальными являются условия проведения процесса согласно примеру в.

Продолжительность процесса определяется соотношением ингредиентов реакционной ма" сы (табл. 6).

Иэ табл. 6 следует, что повышение содержания ингредиентов позволяет уменьшить продолжительность процесса.

Оптимальными являются условия примера к. Более высокое содержание ингредиентов приводит к резкому росту вязкости с образованием водонерастворимого продукта, Технологические параметры процесса получения реагента представлены в табл, 7.

Иэ приведенных в табл. 7 данных следует, что предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность процесса получения реагента с 200 до 90 мин, число стадий процесса — с четырех до одной при

1705298

Таблице 1 одновременном снижении расхода бихромата натрия более чем в 2 раза.

По сравнению с существующими полимерными термостойкими реагентами — понизителями показателя фильтрации буровых растворов (различные марки КМЦ, полиакрилатные реагенты) получаемый по предлагаемому способу реагент характеризуется более высокой устойчивостью к агрессии поливалентных ионов.

В табл. 8 представлены данные, характеризующие эффективность Действия предлагаемого реагентэ на глинистую суспензию в присутствии хлорида натрия и солей кальция и магния.

Из приведенных в табл,8данных можно заключить, что получаемый по предлагаемому способу реагент устойчив к действию кальциевых (до 1,5ф,), магниевых (до 1,0 ) солей (примеры г-и), а также может применяться для обработки минералиэованных растворов при содержании в них 10-15ф, NaCI (примеры а-в) и при полиминеральной агрессии (примеры к-м).

Таким образом. предлагаемый способ позволяет получить более простым способом эффективный термостойкий лигносульфонатный реагент, не уступающий по

5 активности действия на буровые глинистые растворы существующим реагентам, в частности КСС6-4.

Формула изобретения

10 Способ получения термостойкого реагента для глинистых растворов на основе лигносульфонатов путем окисления лигносульфонатов бихроматом щелочного металла и конденсации с формалином в

15 присутствии органической добавки, о т л ич а ю шийся тем. что, с целью упрощения процесса, в качестве органической добавки используют гексаметилендиамин и процесс проводят одностадийно нагреванием ис20 ходных реагентов при соотношении лигносульфонаты технические: формалин: гексаметилендиамин: бихромат натрия

100:3,5-5,5:0,8-1,5:1,0-2,5 мас.ч. при 90-95 С в течение 1-1,5 ч.

1705298

Таблица 2

Таблица 3

* -Вязкость по ПВ-5, ++ Предельное напряжение сдвига через 1 и 10 мин покоя, ** Водоотдача за 30 мин.

Таблица 4 Водоотдача за 30 мин водят при

1705298

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 8