Сополимеры акриловой кислоты в качестве реагентов для обработки буровых растворов

Сополимеры акриловой кислоты в качестве реагентов для обработки буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОПОЛИМЕРЫ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ.

Сополимеры акриловой кислоты общей формулы HjC-CH-VfHjC- COOHjfL оищеи формулы t M 1i;o-r--if -L:S--S, wtctijVc oK (I) где X 33,32 - 49,99 мол.%; У 49,99 - 66,66 мол.%; Z 0,02 мол.%, с характеристической вязкостью ,в. воде при , равной 18-20 дл/г, качестве реагентов для обработки буровых растворов. с «5 (Л Од О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„SU,, 123106

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ” сн и

Н С-СН-+ ;Н С-Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3818250/23-05 (22) 30, 11.84 (46) 15 05 ° 86. Бюл. У 18 (71) Иркутский институт органической химии CO,АН СССР и Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) В.З. Анненкова, В.М. Анненкова, Л.В. Николаева, Н.И. Андреева, Г.М. Пуляевская и М.Г. Воронков (53) 678.744(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 639911, кл. С 09 К 7/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

IF 825576, кл. С 09 К 7/02, 1977.

Применение водорастворимых полимеров для изоляции притока вод в добывающие скважины. — Обзорная инфор- мация, Сер. Нефтепромысловое дело. вып. 20. M. 1982, с. 17.. (so 4 С 08 F 220 06 // С 09 К 7/02 (57) СОПОЛИИЕРЫ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В

КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ, (57) Сополимеры акриловой кислоты общей формулы (x) где х = 33,32 — 49,99 мол;Ж; у = 49,99 — 66,66 мол.Х; я 0 02 мол X с характеристической вязкостью в воде при 20 С, равной 18-20 дл/г, в качестве реагентов для обработки буровых растворов.

1 1231

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к тройным сополимерам на основе акриловой кислоты в качестве реагентов для обработки буровых растворов, и может быть использовано в нефтедобывающей промьппленности.

Цель изобретения — создание тройных сополимеров на основе акриловой кислоты, которые могут быть исполь- 10

I зованы в качестве реагентов для обработки буровых растворов, снижая фильтрацию и статистическое напряжение сдвига последних.

Тройные сополимеры на основе акри- 15 ловой кислоты представляют собой резиноподобные пористые вещества коричневого цвета, хорошо растворимые в воде. Температура начального разложения 270-280 С. Сополимеры сохраняют 20 эластичные свойства до 400 С и малотоксичны — их LD„> 400 мг/г.

Сцособ получения сополимеров акриловой кислоты основан на взаимодействии водного раствора железосодержащей 25 полиакриловой кислоты с диметилэтаноламином с последующим осаждением смесью ацетон — этилацетат (1: 1).

Реакцию проводят при соотношении полимер — диметилэтаноламин 1:2»0 5 в 30 течение 2-4 ч. Железосодержащую полиакрйловую кислоту с содержанием железа 0,11Х и молекулярной массой

500000 получают радикальной полимеризацией водного раствора акриловой кислоты в присутствии окислительновосстановительной системы, состоящей из соли Мора и персульфата калия, взятых в молярном соотношении 1:8-12 при 25-20 С.

40 !

Л р и м е р 1. К раствору 7,2 г (0,1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды прибавляют при 25 С и интенсивном перемешивании 4,45 г (0,05 моль) ди- 45 метилэтаноламина в 25 мл воды. Реакцию проводят в течение 4-х ч. Из полученной вязкой массы высаживают сополимер смесью ацетон — этилацетат 1:1.

Затем его высушивают до постоянного веса в вакууме при 30 С. Выход на сумму реагентов 9,2 r (78,5X). Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 827. Элементный состав, Х: С 48,88; Н 8,31;

N 5,68; О 37, 13; Fe 0,068.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы (1), в котором

060 1 х = 49,99 мол.7.; у = 49,99 мол.Х;

z = 0,02 мол.X.

Полученное соединение растворимо в воде, температура начального разложения 270 С. Характеристическая вязкость в воде при 20 С 18 дл/г.

Максимальные частоты поглощения в ИК-спектре (KBr) 3450 — 2950 см (4 ОН); 1730 см (4 С=О); 1640, 1560 см "(1С-О} и 1045 см "(ОН).

Пример 2. К 7,2.г (О 1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды прибавляют в условиях примера 1 8,9 r (0,1.моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Выделение продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на сумму реагентов 11,11 г (69,27).

Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 86Х. Элементный состав, Х: С 48,29: Н 9,26;

N 6,98; 0 35,47; Fe 0,060.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы (1), в котором х = 33,32 мол.7; у = 66,66 мол .X

z = 0,02 мол.X °

Температура начального разложения

280 С. Характеристическая вязкость в воде при 20 С 20 дл/г.

ИК-спектры тождественны приведенным в примере 1.

Пример 3. К 7,2 г (0,1 осново-моль) железосодержащей полиакриловой кислоты в 144 мл воды прибавляют в условиях примера 1 17,8 г (0,2 моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Выделение продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на сумму реагентов 12,32 r (49X). Превращение железосодержащей полиакриловой кислоты составляет 997.. Элементный состав, Х: С 48,62; Н 8,98;

N 6,28; О 36,12; Fe 0,069. Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы, приведенной в примере 1. Характеристическая вязкость в воде при 20 С 19 дл/г.

ИК-спектры и другие характеристики тождественны приведенным в примере 1.

Пример 4. К 7,2г (0,1 основомоль) железосодержащей полиакрнловой кислоты и 144 мп воды прибавляют при

25 С и интенсивном перемешивании 8,9 r (0,1 моль) диметилэтаноламина в 50 мл воды. Реакцию проводят в течение 2-х ч. Выделение продукта реакции проводят аналогично примеру 1. Выход на

Таким образом, обработка пресного глинистого раствора тройными сополимерами на основе акриловой кислоты позволяет снижать фильтрацию и статическое напряжение сдвига одновременно, вязкость остается в рабочих

35 пределах что устраняет ввод дополt нительного реагента понизителя вязкости. Кроме того, предлагаемые тройные сополимеры можно получить в твердом виде, что облегчает транс40 портировку, хранение и применение в зимних условиях.

653 Па з 12310 сумму реагентов 8,8 г (54,2X) . Превращение желеэосодержащей полиакриловой кислоты составляет 71Х. Элементный состав, Х: С 47,91; Н 8,82; N 6,62;

0 36,65; Fe 0,068.

Эти аналитические данные отвечают сополимеру формулы, -приведенной в примере 1. ИК-спектры и другие характеристики тождественны приведенным в примере 1. 10

Тройные сополимеры на основе акриловой кислоты применяются для обработки глинистого раствора в виде 10X-ro водного раствора, так как эта концентрация является оптимальной. Более вы-15 сокая концентрация увеличивает вязкость композиции, что затрудняет процесс перекачивания, а низкая концентрация нецелесообразна из-за увеличения содержания воды в растворе. . 20

Действие предлагаемых сополимеров в качестве реагентов для обработки буровых-растворов изучено на пресных глинистых растворах.

В качестве исходного взят 8Х-ный 25 раствор Черногорского глинопорошка со следующими показателями:

Плотность (P ) 1050 кг/м

Условная вязкость (УВ ) 17 с

Фильтрация (Ф) 17 смэ

Статическое напряжение сдвига через

1 мин (СНС, )

Статическое напряжение сдвига через

10 мин (СНС„ ) 803 Па

Испытания проводились следующим образом.

В 0,25Х-ный водный раствор кальцинированной соды вводили 8Х Черногорского глинопорошка. По истечении двух суток, необходимых для набухания глины, добавляется предлагаемый сополимер. После перемешивания в течение 40 мин измеряли показатели.раствора. Аналогичные испытания проведены с Ильским бентонитом.

В табл. 1 и 2 приведены составы испытуемых буровых растворов на базе

Черногорского глинопорошка и резуль-. таты испытаний этих растворов. °

В табл. 3 и 4 приведены составы буровых растворов на базе Ильского бентонита и результаты испытаний этих, растворов.

Из данных таблиц видно, что оптимальной добавкой сополимера для обработки пресного глинистого раствора является 0,1-0,6 вес.Х, так как меньшие содержания реагентов не обеспечивают ниэние значения фильтрации, вязкости и статического напряжения сдвига, а большие добавки нецелесообразны, так как не ведут к дальнейшему уменьшению фильтрации, а также пособствуют повышению вязкости.

° л

СЧ

1 о

М1

Р4 л ь а»

1 сб 1

3 л ь / 4 л ь / (V л ь м л ь

О (Ч л ь с— л ь (Г

С 4

° ь л л ь

О

СЧ л

О 1

СЧ л ь л ь

М

СЧ л

О\

Ю л ь

3Г

СЧ в ь

I î ь ь о о о

Г

I о

СЧ л ь л» л ь

r— о

СЧ л ь О л ь

Р4

cd

E и о о

1-

Р!

Е

Р4 Þ

dI О

&» Р4

v z о х

U Ц

СЧ л Ю (Ч л ь

О"1

Ю л ь 1

CV л ь

g / ф

О х х

a3 !»

v. v

Р4!

I !

I ——

1 сЧ 1 с

1 1

I D ! —

1

1 1

1

СП

1

l

1 л

Р4 l

c6 I- — 4

& 1

I м 1

1! 1

I

I 4

I I !. !» 1

Ж л

Р4 а! I

Р4 I

0(бМ! ! ° 1

Е v v о о о z

v o

С4 Ж о и

О !» Н ж о оФ с4

ego

Р" И И

1 1

ы о

Р (б Ж цхк о Р! Р! о ò ж

1231060

1 I

М л

D О I л ь л l ь

1 1

I 1

1 1! 1

I 1 о 1

Р4 Ф

Е Е ж ж о

О Исч и со о е

Ю Ж

Е f»

Х 01 О

Р Р4

О I m d

g ь Fl C оФ са

1 а, о е о

Е х о

С4 Р4 (» °

U г о э ! Р F) й(Р4 Ц 1 э ом

Е (Э

00m

1 Ж dl

0nz

vgX

z o

Ж 1 ь 1- о и v о ! Ж

3 1„Р4-- О

Р!

E"

Н Р4>Е

О Р! О

U !» Ж

° «о И! !» 0) . х о к

Е1ж

5йо и о о д ц

UXV

Ж

Р! v X. с IQ >Е

К <и о ом о.

Ю I Р!

1231060 таблиц ° 2

Состав

Изм иох

2 3) l QJ 6 1 7 ) 6 (9)30 )33112 п

Фильтрация (Ф), сиз 10 8 5 4 4 9 8 6

3 3 10 8 6 5

14 35 28 42 Не те- 25 чет

Вязкость Не те- 7 12 15 ЗВ Не те- 7 11 (УВ ), с чет чет

Статическое напрякение сдвига (СНС,) 43

Статическое нанрякение сдвига (СНС ) 62 1О 4 4 5 У 60 11 4

5 2 2 5 45 5 3 3 S 120 180 360 90

S 7 140 200 400 . 100 Таблица 3

Состав

5 6 7 8 9 10

Компонент состава, мас.Х

1 2 3 4 11

Ильский бентонит 5 5 5 5

5 5 5

Сопоцимер по примеру 1

0,05 0,10 0,40 0,60 0,70 .

Сополимер по примеру 2

-0,05 0,10 0,40 0,60 О ° 70

До 100Х

Вода

Сода кальцинирован-ная 0,25 0,25 О, 25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 О, 25 0,25 0,25

1231060

Таблица 4

Состав

Измеряемый показатель

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ф

Редактор Е. Копча

Составитель В. Чупов

Техред Н;Бонкало

Корректор Г. Решетник

Заказ 2523/30 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственно;о комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фильтрация (Ф), см

Вязкость (УВ„ ), с

Статическое напряжение сдвига (СНС, )

Статическое напряжение сдвига (СНС„ ) 18 17 10 7 4 4 16 9 6 3 3

35 35 24 12 10 25 38 25 13 11 24

38 36 20 6 2 3 38 14 5 3 4

56 50 25 8 4 4 51 27 6 4 4