Патент ссср 312934

 

"r

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3l2934

Союз Советскик

Социалистическил

Рввлублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.Х.1968 (№ 1280853/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 31.VIII 1971. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 28.Х.1971

МПК Е 21b 21/04 коюитет ко делавт изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 622.243.144.2 (088.8) Авторы изобретения И. М. Тимохин, В. Н. Тесленко, В. Д. Городнов, А. И. Малинина, В. И. Залесский, К. К. Исмаилов, И. П. Подлегаев, П. И. Колесников, Б. К. Челомбиев и А. И. Бринцев

3 аявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСОЛЕСТОЙКОГО РЕАГЕНТА

Данное изобретение относится к области приготовления реагентов для стабилизации глинистых растворов, применяемых при бурении. В процессе бурения с ростом температуры до 180 — 200 С и минерализации резко снижается активность применяемых реагентов, так как они разлагаются с потерей стабилизирующих свойств.

В частности, один из наиболее эффективных синтетических реагентов-стабилизаторов для высокоминерализованных промывочных жидкостей — карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) различных степеней полимеризации и этерификации — теряет стабилизирующие свойства уже при 130 — 140 С из-за термоокислительной деструкции.

Поэтому проблема повышения защитных свойств стабилизаторов в этих условиях особенно важна.

Известно применение карбоксиметилцеллюлозы в смеси с фенолом (фенолформальдегидной смолой) для повышения термосолестойкости глинистых растворов.

Однако при применении этого способа необходимо первоначально добавлять в глинистые растворы большие количества ингибиторов (1 — 2,5% по весу к глинистому раствору) с последующей периодической обработкой глинистого раствора ингибиторами, что приводит к их расходу (несколько тонн), повышению стоимости растворов. Кроме того, если применяется жидкий ингибитор (фенолы эстонских сланцев) или твердый (фенолформальдегидные или фенололигниновые смолы), необходимы дополнительные затраты на перевозку, синтез (например, смолы), повышенные меры по технике безопасности на буровой (например, при обработке сланцевыми фенолами) и др.

Ip Применение КМЦ вместе с фенолами, содержащимися в таких же количествах как и в карбофене, не обеспечивает ингибирования термоокислительной деструкции КМЦ.

С целью улучшения свойств термосолестой15 кого реагента для обработки глинистых растворов, предложен способ, заключающийся в том, что фенол добавляют в реакционную массу в процессе получения карбоксиметилцеллюлозы.

Полученный по предлагаемому способу реагент «карбофен» представляет собой твердый порошкообразный продукт, светло-коричневого цвета, легко растворимый в воде, нетоксичный.

Пример ы 1 — 4. Целлюлозу (вискозную или другого типа) обрабатывают водным раствором едкого натра в смесителях Вернера или Вернера-Пфлейдерера (модуль раствора щелочи: 2,0 объема на 1 вес. ч. целлюлозы) в

30 течение 1,5 час при 15 — 23 С Затем измель312934

Таблица 1

Степень

Мольное соотношение эамещения целл:олоэа: по кароокХаОГПС!СН,,СОО а: симетильингибитор ным группам, и

Степень полимериэации

Молуль раствора щелочи

Пример

1:2,1:2:0,5

1: 2,1: 2: 0,1

1: 2,1: 2: 0,05

1: 2,1: 2: 0,025

1: 2,1: 2: 0,1*

1: 2,1: 2: 0,0,25*

1: 2,1: 2; 0,015в

589

642

446

87

84

86

87

2

2

1,9

1,9

1,8

2

4

6

"" В расчете на СаНа(ОН)а.

Таблица 2

Обработка глинистых растворов из кудиновской глины образцами карбофена

Время термостатирования, час

После термостатирования при 190 С

До термостатирования

Глинистый раствор

Вэо

Т, СНС„„ рН

К рН

CHCI!10

Вэо

"! Тгое

Глинистый раствор +.30%

Na С1+ 2 5% КМЦ-500

)30

7,1 30/61

1,31

0,0

3 1

1,30

8,7

Глинистый раствор +30 jlI

NaC1+2,5% карбофена

18/42

21/48

9,0

8,5

4,5

6,0

1,31

1,30

19

9,5

3 1

15/39

1,31

Глинистый раствор +30%

NaC1+1% СаС!а+0,5%

MgSO<+2,5% карбофена

1,31

1,31

51/82

48/63

6,5

7,0

8,5

8,0

24

3 0,5

9,5

6/12

1,31

П р и м е ч а н и е. у — удельный вес, г/смэ; Taboo — вязкость при заполнении СПВ-5 200 см и истечения !

00 см, сек; СНС1 1о — пРедельное статическое напРЯжение сдвига чеРез 1 и 10 мин покоЯ, л1г/сма; Вэа — водоотдача, см за 30 мин; К вЂ” толщина корки, мм; рН вЂ” среда раствора. чающуюся от той, которая получается при механическом смешении готовой карбоксиметилцеллюлозы и ингибиторов. кими значениями водоотдачи минерализованных глинистых растворов, подвергнутых термообработке (см, табл. 3) . Следовательно, карбофен представляет собой систему, отличенную щелочную целлюлозу перемешивают с твердым монохлорацетатом натрия в течение 0,5 час при 12 — 23 С, после чего в реакционную смесь вводят в соотношениях, приведенных в табл. 1, моноатомный фенол в твердом виде и массу перемешивают еще в течение 30 мин при нагревании до 40 С. Затем реакционную смесь выгружают и подвергают дозреванию в термоконстатной камере.

Пример ы 5 — 7. Синтез карбофена осуществляют как и в опытах примеров 1 — 4. Однако в качестве ингибитора применяют жидкие фенолы эстонских сланцев, в соотношениях, приведенных в табл. 1, которые предварительно растворяют в щелочи: используемой для обработки исходной целлюлозы. Перемешивание с монохлорацетатом натрия проводят при

15 — 20 С в течение 1,0 час.

Некоторые условия получения и свойств карбофена даны в табл. 1.

Обработка глинистых растворов различной степени минерализации (вплоть до полного насыщения поваренной солью и до 1,0 — 1,5% солей кальция и магния) термостойким ре5 агентом осуществляют путем его добавления в раствор в количествах 1,0 — 2,5% (в зависимости от степени минерализации циркулирующего раствора) в сухом виде, либо в виде

5 — 10%-ного водного раствора.

10 Результаты обработки высокоминерализованных глинистых растворов (1 и 2) термосолестойким реагентом, приведенные в табл. 2, показывают, что новый термосолестойкий реагент оказывает благоприятные действия на

15 высокоминерализованные глинистые растворы, выдержанные при 190 С в течение 2 час и более.

Наличие в промывочной жидкости термосолестойкого реагента приводит не только к ее

20 термосолестойкости, но и к значительному улучшению ее смазочных свойств, что повышает стойкость опоры долота, снижает гидравлические потери, способствует предотвращению посадок и затяжек, предохраняет буриль25 ный инструмент от коррозии, а стенки скважины от набухания и т. д.

Ингибирование КМЦ в процессе ее синтеза позволяет достичь резкого повышения эффективности действия ингибитора, снижения его

30 расхода в 150 —.500 раз.

Добавление в глинистый раствор КМЦ и фенола в количествах, соответствующи содержанию этих веществ в карбофене, не обеспечивает ингибирования термоокислительной

35 деструкции КМЦ, что подтверждается высо3!2934

Таблица 3

Термостойкость глинистых растворов, обработанных карбофеном КМЦ-500 вместе с феноламн

Водоотдача глинцстого раствора мл

Содержание ингибитора, в, отвеса

ИнгибиГлинистый раствор после термостатирования при 180*С до термостатировання глинистый раствор тор реагент

6 час

2 час

0

1,5

1,5

1,5

1,5

100

0

0,038

0,038

2,5

2,5

0,038

0,038

2,5

2,5

>30

>30

>30

>30

8

)30

)30

С,Н,ОН

С,Н,ОН

С,Н,ОН

С,Н,ОН

ФЭС

ФЭС

ФЭС

ФЭС

11

12

С,Н,ОН

С,НвОН

0,5

0,012

2,0

0,5

0,012

3,0

8,5

ФЭС

0,4

0,010

2,0

4,5

ФЭС

0,6

0,015

3,0

* Количество жидкой фазы, отфнльтровавшейся нз глинистого раствора через бумажный фильтр диаметром

75 мн за 30 «ин при перепаде давления в 1 атн. нее время), сокращается время и упрощается технологический процесс обработки глинистого раствора.

Предмет изобретения

Составитель С. Котова

Техред Е. Борисова

Редактор Л. Герасимова

Корректор Е. В. Исакова

Заказ 1901/3 Изд. № 1193 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий прп Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Тнпог1.афня, пр. Сапунова, 2

Кудиновская глина +30в/в iNaCI+

+2 5% КМЦ-500

1+1% СаС1в+0,5% МдС1в

1+СвНвОН

2+СвНвОН

1+Свнвон

2+СвНвОН

1+.ФЭС

2+ФЭС

1+ФЭС

2 1-ФЭС

Раствор +30% NaCI+2 5 карбофена-4

РаствоР +30% NaCI+ I % СаС1в-1

+0,5% MgSO4+.2,5в!в карбофена-4

Раствор 30% NaCI+2,5% карбофена-7

Раствор +30% КаС!- -1",в CaCIq+0,5,, MgSO4+2,5% карбофена-6

Применение карбофена в качестве стабилизатора исключает необходимость использования растворов ингибиторов, что позволяет предотвратить снижение удельного веса глинистых растворов (особенно утяжеленных) и i3 значительной степени уменьшить расход утяжелителя.

Значительное уменьшение концентрации фенола при получении и использования карбофена улучшает условия труда и уменьшает затраты на технику безопасности.

Применение карбофена исключает эксплуатационные трудности, возникшие при использовании 10% -ного раствора ФЭС: отпадает необходимость в обогреваемых емкостях для хранения и применения ФЭС (особенно в зим2

2

2,5

2,0

3,0

2,5

3,0

2,5

3,0

С;особ получения термосолестойкого реагента для обрасотки глинистых растворов на основе карбоксиметилцеллюлозы и фенола, в

10 качестве ингибитора деструкции карбоксиметилцеллюлозы, отличаюш,Llé7ñÿ тем, что, с целью улучшения свойств целевого продукта, фенол добавляют в реакционную массу в процессе получения карбоксиметилцеллюлозы пу15 тем обработки щелочной целлюлозы этерифицирующим агентом.