Способ получения стабилизатора промывочных буровых растворов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскилСоциалнстнческнкреспублик иг 859385 1) Дополнительное к авт, свкд-ву(23) П риоритет -15 99(23.05 Геауднретееннмй кемнт СССР ао делам нзебретеннй н еткрытнйОпубликовано 30.08.81. Бюллетень М 32Дата опубликования описания 01,09,81 скарли, Б. Р. Серебряков, А. А. Мовсумов, . Фатиева, М. Ф. Мамедов и Т И. Гусейнов 72) Авторы изобретени Институт неорганической и физической химии АННаучно. исследовательский и проектньщ институти Всесоюзный научно-исследовательский институт Типро олефи) Заявите водо- (эквимомерным количеством каустической ладаю- соды) при нагревании (96 - 100 С). В этом свойства- способе оптимальное соотношение между полиакрилонитрилом (полинаком), щелочью и о водой. составляет 5,6;4,0:90. Водорастворилизован. з мый полимер получают в виде 10%-ного,расисполь- . твора со степенью гидролиза его 70 - 75% 11), и буре. Недостатком полученного этим способом гидролизованного полпакрилоннтрила является его заторов недостаточная термосолестойгость и нестабильгид. 1 О ность к действию хлористого кальция, а такм таких же к морской воде. Гипан в основном применяется для стабилизации глинистых растворовв на пресной не минерализованной воде. стойчи- Цель изобретения - повышение термосоледругимстойкости стабилизатора.воде, Указанная цель достигается тем, что в спопри. собе получения стабилизатора промывочныхбуровых растворов путем гидролиза полиакрилонитрила в водном растворе щелочного агента при нагревании в качестве щелочного агента используют моносиликат натрия и гидролиз крило осуществляют при мальком соотношении поли- агентаакрилонитрил: моносиликат натрия . вода, рев. Изобретение относится к получениюрастворимых акриловых полимеров., общих повышенными стабилизирующимими по отношению к минерализоваинымвочным растворам, в частности к снослучения стабилизатора на основе гидроного полиакрилонитрила, и может бытьзовано в нефтяной промышленности прнии скважин на суше и на море.Известны способы получения стабилипромывочных буровых растворов путемролиза полиакрилонитрила с получениестабилизаторов как гипан, К - 4 11.Основным недостатком известных сявляется получение стабилизаторов, неувых к действию хлористого кальция иполивалентным катионам и к морскойчто значительно ограничивает область ихменения,Наибол промыбу попособо но техл ученияраствоее близким к предлагаемомусущности является способ пора промывочных буровыхана - путем гидролиза полнаводном расгворе щелочного ническ стабилизат ров - гип нитрила в 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА ПРОМЫВОЧНЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ859385 С целью сопоставления получены промывочные растворы на пресной воде с добав- З 5ками СаО, и на морской воде, стабилизи.рованные ВОС, а также гипаном,Проведены следующие опыты,1. Получены глинистые промывочные растворы на пресной воде без и с добавками 40СаО стабилизированные гипаном.Установлено, что растворы на пресной водебез добавок СаС 1 по эксплуатационнымпараметрам отвечают требованиям бурения,т,е, имеют низкие значения СНС (статическогонапряжения сдвига), Взо (водоотдача эа ЗО мин),нулевой отстой, стабильны, тиксотропны(СНС меняется во времени),Введение добавок СаС 1 в количестве 0,2%и более приводит к расслоению системы, т,е,делает растворы совершенно непригоднымидля бурения (согласуется с литературнымиданными),И, Получены глинистые промывочные рас.творы на морской воде, стабилизированныегипаном. Установлено, что растворы неста.бильны, расслаиваются, т.е. непригодны длябурения на море. 50 ном 1,0: 0,7 - 2,5: 78 - 100, до степени гидро- лиза 25-40.Гидролиз проводят при 98-102 С в атмосфере инертного газа (зота).Продукты реакции представляют собой сополимеры акриламида и акрилата натрия с вовлечением в состав силикатных звеньев,Эти водорастворимые полимеры условно названы иономерами ВОС.Изменением условий синтеза (мольное соотношение ПАН и моносиликата натрия, продолжительность реакций) удается регулировать соотношение функциональных групп, т.е. получать водорастворимые полимеры с различной степенью гидролиза (25 - 40 мол,%). Сте 15 лень гидролиза полученных полимеров определяется по количеству выделенного в течение реакции аммиака, который нейтрализуют серной кислотой, Установлено, цто наилучшими стабилизирующими свойствами обладает ВОС20 с низкой сгепенью гидролиза, имеющии соотношение карбоксильных групп и амидных 25 - 30: 75 - 70. Ниже приводятся примеры получения гидролизованного моносиликатом натрия полиакрилонитрила, обладающего повышенными стабилизирунипими свойствами по отношению25 к минерализованному промывочному раствору,Сополимеры, полученные гидролизом полиакрилонитрила моносиликатом натрия, опробованы в качестве стабилизаторов минерализованных глинистых и карбонатно-глинистых З 0 промывочных растворов, в сопоставлении с известным - гипаном. 4111. Получены глинистые и карбонатно.глинистые промывочные растворы на преснойводе, стабилизированные ВОС - 25 - ВОС - 60,без и с добавками СаС 1 з. Результаты исследо.вания структурно.реологических свойств растворов, стабилизированных ВОС - 25, представ.лены в таблице, Из таблицы видно, что рас.творы на пресной воде, содержащие до 1,0%СаС 1, отвечают требованиям бурения. Онистабильны - имеют нулевой отстой, низкиезначения СНС, Взо тиксотропны,1 Н, Получены карбонатноглинистые промывочные растворы на морской воде, стабилизированные ВОС - 25 - ВОС - 60 и исследованы их структурно-реологические свойства.Результаты исследования структурно-реологических свойств промывочных растворов наморской воде, стабилизированные ВОС - 25,представлены в таблице, Иэ таблицы видно,что промывочные растворы на морской воде,стабилизированные ВОС, отвечают требованиямбурения.Ч. Изучены термостойкие свойства минерализованных промывочных растворов (на пресной воде с добавками СаО, и на морскойводе). Из таблицы видно, что эти растворытермостойки до 150 С. Нагревание до 150не приводит к ухудшению их эксплуатационных параметров.Таким образом, ВОС в отличие от гипанаявляется стабилизатором не только промы.вочных растворов на пресной воде, но и наминерализованной (содержащей СаС 1) и наморской воде,Низкие значения рН промывочных растворов (рН ( 9,5), высокие значения (больше 10 г/л) ПЛК (предел допустимой концентрации), соЛестойкость и термическая устойчивость минерализованных промывочных растворов, стабили.зированных сополимером ВОС, полученным предлагаемым способом, наряду с его хорошими эксплуатационными парам".трами, позволяют рекомендовать его в качестве стабилизаторов промывочных растворов для бурения не только на суше, но и на море. Это особенно важно, поскольку применяемые в насто. ящее время для морского бурения стабилизаторы (У 1 цР, нитролигнин, ПФЛХ, КССБ и др.) обычно не отвечают современным требованиям бурения на море. Эти реагентьг имеют низкие значения ПДК1,0 г/л) и высокие значения рН (. 11,0),Гипан,имеющий высокие значения ПЛК и прн необходимости низкие значения рН, не может быть использован для морского бурения вследствие его несолестойкости.П р и м е р 1, В реактор загружают 90 мл дистиллированной воды, при работающей мешалк насыпают 4 г порошкообраэного ПА 11 а5 85иэ расчета получения 4,25%-ной суспензии, емпературу поднимают до 90 - 95 С, после чегов качестве гидролизувщего агента добавляют22,6 г 30 о-ного раствора моносилнкта натрия,что соответствует мольному соотношению поли-акрилонитрила и моносиликата натрия 1,0: 0,6.Реакцию проводят при 98 - 102 С и небольшомизбьпочном давлении азота.В течение 200 - 250 мин образуется вязкаякомкообразная масса с концентрацией полимера 5,9%, рН 1%-ного раствора 8,80, вязкость 200 сПз. и степень гидролиза 25% (т,е.марка полимера ВОС - 25),П р и м е р 2, Способ осуществляют аналогично примеру 1, но добавку моносиликатанатрия берут в количестве 37,6 г, что соответствует мольному соотношению полиакрилонит.рипа и моносиликата натрия 1,0 - 1,2. За 95 -120 мин образуется однородная вязкая массас концентрапией полимера в ней 4,6%, с рН1,0 о.ного раствора 9,0 и вязкостью 60-70 сПз.В этих условиях получается ВОС, имеющийотношение карбоксильных групп к амидньм30;70, т.е, ВОС - 30,Пр и м е р 3, Способ осуществляют ана.логично примеру 1, но к суспензии ПАН добавляют 30%.ного раствора моносиликата натрия 9385 6в количестве 48,6 г, что соответствует моль.ному соотношению ПАНа и моносиликата натрия 1,0: 1,5. В течение 80 - 90 мин образуетсяоднородная вязкая масса с концентрациейполимера 4,2%, рН 1,0%-ного раствора 9,2,вязкость 56 - 60 сПэ. Степень гидролиза 35%.П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но к суспензии ПАНа моносиликата натрия добавляют в количестве 10 65,6 г, что соответствует мольному соотношению ПАНа и моносиликата натрия 1,0: 2,0.За 10 - 75 мин образуется полимер со степеньюгидролиза 35,0% и концентрацией 3,0%, рНоднопроцентного раствора 9,8. вязкость 45 -50 сПз. П р и м е 1 5. Способ осуществляют анало. гично примеру 1, Лобавку моносиликата нат.рия берут в количестве 78,0 г, что соогветствует мольному соотношению ПАНа и моно. силиката натрия 1,0-.-2,5. За 60-65 мин полу.чается однородная масса с концентрацией полимера 3,4%, Вязкость 1,07-лого раствора полимера 40-42 сПз, рН 102Таким образом, использование предлагаемогостабилизатора позволит значнгсльно повыситькачество бурения.,ч ю Чф я еИ ооо офч н ч СГ 1 д о о д л в оо очл м , оо о о о о м омо 6 а о % а й859385 10 Составитель О. РоначевскаяТехРед А, Бабииец Корр ктор Е Рошко Редактор В. /1 етраш Подписное Тираж 530 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 74 бб/40 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 9Формула изобретения Способ получения стабилизатора промывочных буровых растворов путем гидролиза по. лиакрилонитрила в водном растворе щелочного агента при нагревании, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости стабилизатора, в качестве щелочного агента используют моносиликат натрия. н гидролиз осуществляют при мольном соот ношении полиакрилонитрил: моноснликат нат. рия; вода, равном 1,0: 0,7-2,5: 78-100, до степени пцуолиза 25 - 40,3 Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Кистер Э, Г, Химическая обработка буро.вых растворов, М "Недра", 1972, с. 190.