Буровой раствор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 01530 9 К 7/О КОМИТЕТ 07 НРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИ РЕТЕНИЯ НТ К США Р 3764530,979,ША В 3730900, к980. 25 6) Патен опублик., Патент 252.85 опубли ОВОЙ РАСТВОРбретение относитсяающей пром-сти и м.бчестве дисперга(57) Иззодобывэовановодных к нефтега- испольора для ель -овых раство Изобретение относится к буровым о растворам, а именно к использованию . в акрилового сополимера в качестве щ диспергатора для водных буровых рас- ч творов. б Цель изобретения - улучшение рео- а логических свойств бурового раствора. к Буровой раствор содержит воду и диспергатор в количестве от 0,01 до ч 10,00 г на 1 л раствора. В качестве в диспергатора используют водораствори- к мый сополимер с молекулярной мас- и сой ниже 110 усл.ед., получаемых сополимеризацией от 75 до 98,4 мол.Х о акриловой и метакриловой кислоты и н(53) 622.243. 144.4 (088.8 улучшение реологических свойств раствора. Он содержит воду и диспергатор,в качестве которого используют водорастворимый сополимер с мол,м. ниже1 10 усл.ед. Сополимер получают сополимериэацией 7,5,0-98,4 мол.Х смеси акриловой и метакриловой кислот и1,6-25,0 мол.Х водорастворимого аллил- и/или металлилсульоната щелочного металла или аммония. Смесь кислот содержит 0,35-3,95 мас.ч. акриловой кислоты и 1 мас.ч. метакриловойкислоты. Содержание диспергатора врастворе составляет 0,01-10,00 г. на1 л. Данные сополимеры получают путем радикальной полимеризации в водном растворе акриловой и метакриловойкислот вместе с аллил- и/или металлилсульЪонатом натрия или аммония.5 табл,т 1,6 до 25,0 мол.Х растворимого в оде аллил- и/или металлилсульонат елочного металла или аммония, Прием акриловую и метакриловую кислот ерут в соотношении 0,35-3,95 мас.ч криловой кислоты к 1 мас.ч. метариловой кислоты,Данные сополимеры могут бь ены путем радикальной полим водном растворе акриловой риловой кислоты вместе с аллил/или металлилсульФонатом натрия или аммония. В качестве катализатор бразования свободных радикалов мож о испольэовать перекись водорода20 35 смеси с изопропиловым спиртом в присутствии малых количеств соли меди,причем последнюю можно заменить нанекоторое количество сульфата гидро 5ксиламина или перекиси водорода ссолью железа (серно-кислое железо) исульАатом гидроксиламина, или персульфатом натрия или аммония в присутствии уксусной кислоты. ОПолученный раствор полимера можноиспользовать в этом виде в качестведиспергатора буровых растворов, однако его можно сконцентрировать любымизвестным способом или же выделитьсополимер в виде порошка.Полученный сополимер имеет молекулярную массу от 500 до 10000 и наиболее часто от 2000 до 6000.Диспергатор эфАективен в малыхколичествах (0,01 г) сухой экстракт(на 1 л раствора). Обычно используют диспергатор в количествах от0,05 до 1 г на литр бурового раствора, хотя возможно использование ибольших количеств, например до 10 г.Предпочтительные количества заключены между 0,1 и 0,4 г/л,Изобретения иллюстрируются следующими примерами,30П р и м е р 1, Получение диспергатора. Получили раствор А, г:Обессоленная вода 350Ацетат меди 0,5МеталлилсульАонат натрия 5Изопропанол 50а также раствор Б, г:- Обессоленная вода 450Акриловая кислота 230Метакриловаякислота 230Метиллилсульфонатнатрия 50В реактор объемом 2 л, снабженныймешалкой и тремя трубками для подачисоответственно азота, мономеров икатализатора, помещают под азотомраствор А. Раствор нагревают с рефлексом при перемешивании и деэаэрации, затем вводят 100 г раствора В 50и 12 мл перекиси водорода в 110 объемов. Выдерживают раствор беэ перемешивания, затем без перерыва одновременно вводят постепенно оставшиеся860 г раствора В и 68 мл перекиси водорода в течение 1 ч 30 мин. Добавля 1ют 10 мл перекиси водорода, нагревают раствор с реАлюксом в течение 30 мин, затем снова добавляют 1 О мл перекиси водорода и выдерживают при реАлюксе 1 ч 30 мин.Раствор концентрируют путем вакуумной дистилляции, затем охлаждают,Концентрат содержит 49,57 сухого экстракта и имеет плотность 1, 185. Вязкость по Брукфильду равна 1,300 мПа с (модель КЧ - игла Р 2),Средневесовой мол. вес полимера МИ 4000.Гидродинамический диаметр частиц при рассеянии света в растворе с 5,1 г/л 9=45 ангстрем.Получение бурового раствора.Буровой раствор получают из умягченной воды и бентонитовой глины, вводят в 8,9 л воды 410 г бентонита РВ 5 и 600 г бентонита РР 2 (коммерческие продукты фирмы СЕСА) с выходом соответственно 35 м и 15 м раствора на тонну глины, определение выхода осуществлялось известным способом.Доводят рН до 9,5 путем добавления едкого натра, Перемешивают 3 мин посредством турбины ЖТКАТПККАХ, вращающейся с 15000 об/мин, и охлаждают до 25 С.Буровой раствор разделяют на несколько аликвотных частей. К каждой части добавляют диспергатор в разных количествах (табл,1), Вновь на 30 с подают в турбину. Отстаивают 30 мин, после чего определяют реологические характеристики с помощью вискозиметра РАНИ модель 35 А при 25 С.Измеряют кажущуюся вязкость Ч, пластическую вязкость Ч , порог текучести или показатель йроизводительности УЧ, гельное число Се 1 в начале и через 10 мин гель О/10.Для сравнения измеряют свойства лигносульфоната Аеррохрома, исполь" эуемого согласно известного способа (марка Бриксел Аирмы СЕСА)Результаты испытаний представлены в табл.1.Из табл.1 видно, что реологические свойства диспергатора по предлагаемому изобретению улучшены по сравнению с раствором, содержащим лигносульфонат феррохрома, так как величина вязкости и гельное число, служащие для измерения загущения бурового раствора, значительно меньше.П р и м е р 2. На растворе, полученном по примеру 1, исследуют дис5 153персионные свойства диспергатора привысокой температуре,Каждую партию бурового растворапосле добавления к нему диспергато,ра в заданной концентрации (табл,2)вводят в камеру и подвергают перемешиванию во вращающейся печи на протяжении 16 ч при 90 , 120 или 150 С.Результаты реологических измерений, проведенных после тепловых испытаний, представлены в табл,2,Из табл.2 видно, что предлагаемый диспергатор остается эффективным при высокой температуре и значительно более действенным, чем лигносульфонат феррохрома.Из сравнения величин порога текучести до вращения и после при различных температурах при концентрации2 г на 1 л раствора видно, что средний порог текучести равен 3,5 дляпредлагаемого продукта с 49,5 Е сухого экстракта и равен 30 для лигносульфоната со 1003 сухого экстрактаП р и м е р ы 3-10, В соответствиис примером 1, но меняя количествосульфоната и поддерживая постоянным молярное соотношение между акриловой кислотой и метакриловой, получают соответствующие сополимеры.Каждый полимер вводят в буровойраствор, полученный согласно примеру 1, в количестве 0,1 г (сухойэкстракт) на 1 л раствора. Начальныереологические свойства измеряют послеперемешивания и отстоя в течение30 мин.В табл.3 сведены количества использованных мономеров, выраженныев молях, состав терполимера (молярноесоотношение акриловой кислоты к ме 0098 6 5 10 15 20 25 30 35 40 такриловой - число молярных процентовсульфоната), а также результаты измерения,П р и м е р ы 11-16, Получаютсополимеры по примеру 1, варьируямолярное соотношение между акриловой кислотой и метакриловой.Состав терполимера и результатыисходных реологических измерений бурового раствора (О, 1 г диспергатора на 1 л) представлены в табл.4,П р и м е р ы 17-23. Согласноэтим примерам диспергатор получаютс использованием либо акриловой,либо метакриловой кислоты. Оценкасвойств полученного сополимера проиэводиласть так же, как и в предыдущих примерах,Составы и результаты измеренийпредставлены в табл,5,формула изобретения Буровой раствор, включающий воду и диспергатор, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью улучшения его реологических свойств, он в качестве диспергатора содержит водорастворимый сополимвр с мол,м. ниже 110 усл.ед., получаемый сополимеризацией 75,0-98,4 мол.Х смеси акриловой и метакриловой кислот и 1,6-25,0 мол.Х водорастворимого аллил- и/или металлилсульфоната щелочного металла или аммония, причем смесь акриловой и метакриловой кислот содержит 0,353,95 мас.ч. акриловой кислоты к 1 мас.ч. метакриловой кислоты, а содержание диспергатора в буровом растворе составляет 0,01-10,00 г/л.х 11 Ц сЧ О о сЧсЪ СЧ Оъ - СЧ (Ч ф- СЧ СЧ сЧ оо оооцЪ МЪ ил л л1 ООафллМсЧч -о о МЪ сч м сч ио -оМЪЧ СЧ СЧО ООЪ фм сч ф сч ф МсЧ а ф мсч фсЧОЬфчс мсч о ф фъосч сч Моооо л л м м сЧ 1 сч счмм 1 1 сч 1ХНэ оэ ооЭ Х фс-ОЪ1"о ак э хо э х х аххххх о 1 цо оаО лО ф11 ю ц а.фьфо ло счо 1ам э хэ х хэароэ ооэ осчЩ ецоИН Д 1 мл Щ О 1 дл э530098 12 1 11111,1,ДО 119.о 1 о 1 мв 3 Д м Ю сч о о о3С 3 Ж мм Х л фо олл аюаосм ло -лмсч 1 О л Щй ДХв оо Оо о 11р э Иоф-МИаО и иоисОЮОмСЧ СЧМ Ил фООИ М СЧ СЧ СЧ СЧ М И О О лл О л л л лИ И И М 1 М 1 ИсО сО сО -сО м мм м а а л л О 1 ОО 1 О сЧм мл а1 Ю ОЛ О СО Офм 1 л ф л в в л л л мм ю ИСЧ М 1 СО - Ч И СЧ л л аЧИ, о О ООИОИО лфиффв ф О сч сч Ю ф сч МИс 1 ИИИО ОффЛ ОО м м чи и Иа Оаэиооо СЧ сЧ о- Ч Ч 1 М ИИ о о о ч сч сс