Полимерная композиция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) И 1) 1) Е 21 В 33/1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О А Бюл. Ф 13штейн, С.В. Рагул ьсасты. М х п 41 Феей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ.(71) Всесоюзный научно-исследовакий институт по креплению скважии буровым растворам(54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ,включающая мочевино-формальдегиднуюсмолу и стабилизатор рН, о т д ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюулучшения эксплуатационных характеристик, повышения сроков хранениясмолы и повышения прочности камня наее основе, в качестве стабилизаторарН она содержит отход сланцеперерабатывающей промышленности - кероген 70 при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:Мочевино-формальдегидная,смола 37 Отход сланцеперерабатывающей промьппленности -кероген59-6337,0 63,0 40,0 60,0 41,0 59,0 38,5 61,5 37-41 1 1148Изобретение относится к нефтянойи газовой промышленности и предназначено для использования при проведении тампонажных работ в скважинах вкачестве компонента полимерных тампонажньж составов.Известны мочевино-формальдегидныесмолы (МФС), увеличение сроков хранения,которых достигается путем оченьсильного их обезвоживания 1.11 ОДанный способ предусматривает создание специальных технологических линий для глубокого обезвоживания смолы. Кроме того, получение МФС концентрацией свыше 70 Ж представляет значительные трудности и требует большихвременных и энергетических затрат.Однако самопроизвольное отверждение МФС в процессе хранения происходит также и за счет окисления свобод-уного формальдегида, присутствующегов жидкой смоле. Образующаяся приокислении формальдегида муравьинаякислота, понижая рН МФС, способствуетполиконденсации (отверждению). 25Наиболее близкой по составу кизобретению является полимерная композиция, включающая МФС с увеличенным сроком хранения, содержащая 1020% этилового спирта, и стабилизатор щрН. При такой стабилизации смола невыпадает из раствора в течение 5 меспри 40 С 2.1Однако в данном случае возникаюттрудности с хранением пожароопасного состава, кроме того, разбавленные составы дают тампонажный материал с пониженными физико-химическими характеристиками. МФС остается вжидком состоянии, ЮЦелью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик,повышение сроков хранения смолы,создание полимерной композиции,включающей мочевиио-формальдегидную 45смолу и стабилизатор рН, а также повышение прочности камня на ее осно- .ве.Поставленная цель достигается тем,что в полимерной композиции, вклю" 50чающей мочевино-формальдегиднуюсмолу и стабилизатор рН, в качествестабилизатора рН она содержит отходсланцеперерабатывающей промышленности - керогенпри следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:Мочевино-формальдегиднаясмола 973 1Отход сланцеперерабатывакщей промышленности - .кероген59-63Отход сланцеперерабатывающей про" мьппленности - кероген, представляет собой продукт переработки горючих сланцев, состоящий из органичес" кой (707) и минеральной (ЗОЖ) час" тей.Органическая часть представляет собой битумы и другие органические вещества, содержащие 777. С, 7-87. Н Б, М, Ог в виде карбонильных групп,Минеральная часть состоит,:Сао 28-35810 г 30-35РегОз4 "5АгОз 10-12МО 2,5"34,5-6,5ИагО О, 1-0,2Температура воспламенения 175 С, температура самовоспламенения 450 С,. плотность керогена р = 1,1-1,35 г/см,Кероген стабилизирует рН МФС, нейтрализует продукты окисления формальдегида, что в свою очередь. приводит к значительному замедлению реакции поликонденсации. Преждевременного отверждения смолы не происходит и, как следствие этого, увеличивается срок хранения МФС.Состав приготавливается путем добавления стабилизатора в МФС при тщательном перемешивании. В результате образуется сухой, сыпучий продукт, который может хранится в бумажных мешках в течение 12 мес и более. Сроки хранения. МФС, выпускаемых промышленностью, составляют 3-6 мес. МФС выпускаются согласно ГОСТУ 14231-78 (марки КФЖ и КФМТ), ТУ 13362-77, ТУ 13497-77 (марка КС).Для проведения исследований былисоставлены рецептуры четырех полимерных композиций, мас.Е:МФС КС Отход, - керогенМФС КФМТОтход - керогенМФС КФЖОтход - керогенМФС М Отход - кероген Часть приготовленных составов была оставлена на длительное хранение - 12 мес.3 11489Отверждение полимерной композициипроводилось алкилреэорциновой смолойТСО в присутствии едкого натра.П р и м е р 1. Смешивают 370,0 гМФС КСс 630,0 г керогена, Образуется сыпучая масса, которая призатворении водой выделяет в растворсмолу, а кероген остается в качестведисперснай Фазы.К 500,0 г полученного состава добавляют при перемешивании 250,0 гводы, 20,0 г едкого натра, 230,0 гТС. Образуется тампонажный раствор со следующими показателями у =1,12 г/см, растекаемость по конусу АэНИИ 20 см, время начала загустевания при 20 С 8 ч, при 50 С 30 мин,Прочность при изгибе через 1 сутобразующегося камня 4,0-4,8 МПа н 4,95,2 МПа соответственно.20П р н м е р 2. Смешивают 385 гМФС Мс 615 г керогена. Образуетсясыпучая масса, водорастворимая в водев присутствии щелочи.К 650,0 г полученной полимерной 25композиции добавляют при перемешивании 170,0 г воды, 10 г едкого натра,170 г ТС. Образуется .тампонажныйраствор со следующими покадателями:у1, 14 г/см, растекаемость поконусу АзНИИ)20 см. Время начала загустевания при 20 С - 12 ч, при 50 С -1 ч. Предел прочности на изгиб при20 С 4,2 МПа, при 50 С 4,7 МПа.П р и м е р 3, Смешивают 400,0. гМФС КФМТ с 600,0 г керогена, Образуется сыпучая водорастворимая масса. К 570,0 г полученной полимернойкомпозиции добавляют при перемешивании 200,0 г воды, 10,0 г едкого натра, 220 г ТС. Образуется тампонажный состав со. следующими показателями: у = 1,11 г/см, растекаемостьпо конусу АзНИИ 22 см, время началазагустевания при 50 С составляет3 ч, Прочность при изгибе образующегося тампонажного камня через 1 сутравна 4,3 МПа.П р и м е р 4. Смешивают 410,0 гМФС КФЖ с 590 г керогена. Образуетсясыпучая водорастворимая масса,К 650,0 г полученной полимерной композиции добавляют при перемешивании 170,0 г воды, 10,0 г едкого натра, 170,0 г ТС. Образуется тампо нажный состав со следующими свойствами: у = 1,13 г/см, растекаемость по конусу АзНИИ 722 см. Время начала 73 4отверждения при 20"С составляет20 ч, при 50 С - 1 ч 40 мин. Прочностьпри 50 С на изгиб образующегося тампонажного камня 4,8 МПа.Пример 5. К 650 0 г полимерной композиции (370 г МФС КС и 630,0 г керогена) добавляют припостоянном перемешивании 250,0 гводы, 20,0 г едкого натра, 230,0 гТС. Образуется тампонажный раст.вор со следующими показателями:1,12 г/см, растекаемость поконусу АзНИИ 20 см, время началазагустевания при 20 фС 8 ч, при 50 С -30 мин, Предел прочности при изгибеобразующегося тампонажного камняпри 20 С 4,9 МПа, при 50 С - 5,2 МПа.П р и м е р 6. К 650,0 г полимерной композиции (615 г МФС маркиМи 615 г керогена) добавляютпри перемешивании 170,0 г воды,10,0 г едкого натра, 170,0 г ТС.Образуется тампонажный раствор соследующими показателями: Р =- 1,14 г/см, растекаемость по конусу АзНИИ 20 см, время начала загустевания при 20 С равно 12 ч,при 50 С - 1 ч,Предел прочности при изгибе образующегося тампонажного камня при20 С 4,9 МПа, при 50 С 5,2 МПа.П р и м е р 7. К 570,0 г полимерной композиции (400,0 г МФС маркиКФМТ и 600,0 г керогена) добавляютпри перемешивании 200,0 г воды,10,0 г едкого натра, 220,0 г ТС.Образуется тампонажный раствор соследующими показателями: р =1, 11 г/смз, растекаемость по конусу АэНИИ)22 см, время начала отверж. дения при 50 С 3 ч. Предел прочностина изгиб образующегося тампонажногокамня 4,3 МПа.П р и м е р 8. К 650,0 г сухойполимерной. композиции (410,0 г МФСКФЖ и 590,0 г керогена) добавляютпри тщательном перемешивании 170,0 гводы, 10,0 г едкого натра, 170,0 гТС. Образуется тампонажный составсо следующими свойствами: р =1,13 г/см, растекаемость по конусу АзНИИ 22 см, время начала отверждения при 20 С 20 ч, при 50 С - 2 ч.Предел прочности на изгиб образующегося тампонажного камня при 50 С4,8 МПа.Полученные данные по отверждению полимерной тампонажнойкомпозиции щелочными отвердителямисведены в табл.1.73 бновки громоздкого оборудования, создания вакуума и т.д. Полимерная композиция, растворяясь в подщелоченнойводе, выделяет в раствор смолу, акероген, оставаясь в виде дисперснойфазы, является наполнителем тампонажного раствора,Используется полимерная композиция следующего состава, мас.%: М 41,0; кероген 59,0.На основе полимерной композицииприготавливается тампонажный состав,мас.7:Полимерная композиция 60ТС-О 22БаОН 1,017р 1,14 г/см, растекаемость поконусу АзНИИ 20 см,Состав приготавливается следующимобразом: в подщелоченную, согласнорецептуре, воду при перемешиваниивводят полимерную композицию до полного растворения. Затем в полученныйраствор подается отвердитель ТС,Тщательно перемешивают и закачивают взону проведения ремонтно-изоляционных работ.Данные испытаний подтвердили высокую эффективность предлагаемой полимерной композиции для проведенияремонтно-изоляционных работ.1 Таблица 1 11489 При" Полимерная компо." Рецептура тампонакмер зиция ного материала 1 ИПаРастенкаемо 1 инсть, с г/с Полимер- ЯОная композиция кий ТС-Отр 6 цьг мин Ийа17 1,13 плотность тампонахного раствора, г/смф; время начала загустевания (отверядения) тампоназного раствора, мин;показатели при 20 Споказатели при 50 С. е ч и е. тв 13 В табл. 2 приведены свойства известной полимерной композиции (МФС++ ОХ этилового спирта),Аналогичные исследования были проведены с МФС, КФЖ, КФМТ, КСс содержанием этилового спирта О, 15,207 Все смолы после десятимесячногохранения отвердели.Как видно из данных, приведенныхв табл.и 2, прочность камня на основе известных составов меньше, чемпрочность камня на .основе предлагаемой полимерной композиции. Это приводит к преждевременному разрушениютампонажного полимерного камня, 15Кероген, значительно замедляяреакцию поликонденсации МФС, стабилизирует рН последней, и как следствие этого, увеличивается срок хранения МФС, сохраняется ее активность, 20промышленные МФС (жидкие) ко времениповторных испытаний отверждаются.Предлагаемая полимерная композиция на основе МФС может быть применена как компонент тампонажных полимер ных растворов составов). Она представляет собой сыпучую сухую смесь,растворимую в воду в присутствии щелочи и отверждаемую щелочными отвердителями, в частности ТС-.10. Техноло- ЗОгический процесс получения полимернойкомпозиции не предусматривает устаТехнологические показатели 17 1, 13 22 1200 - 100 4,8хранения 23 1,12 20 480 4,9 30 52МТехнологические показатели Содер- жание Пример зтилового 450 С,иэпп 20МПа у, г/см Растекаемость,см 2,2 20 1,0 39 1,12 25 2,3 после пятимесячного хранения при 20 С 30 2,0 38 1,12 25 1,3 1,7 1 30 10 2 40 10 20 3 36 10 24 1,0 39 1,12 25 1,3 1,9.На девятом мес. хранения при 20 С смолы начала приобретать сиропообразнуюконсистенцию (началось самоотвердение). К десятому месяцу смола отвердела). П р и м е ч а н и е. 6 - через 24 ч после начала загустевания, МПа. Составитель Е. Тангалычев Редактор Г. Волкова Техред Т.Дубинчак Корректор В, БутягайЗаказ 1840/20 спиртав смоле, 7. 1 30 10 2 40 10 3 36 10 30 2 э 0 38 1112 25 18 24 1,0 39 1,11 25 1,9 1 0 39 1,12 25 1 3 1,9 Тираж 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5