SU787445A1

SU787445A1 - Hydrophobizing composition for drilling mud weighting compounds

Info

Publication number: SU787445A1
Application number: SU782645861A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Обозин; Болеслав Владиславович Касперский; Геннадий Иванович Аникеенко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-12-15

Description

Изобретение относитс к обработк ут желителей буровых растворов на углеводородной основе. Известен гидрофобизатор дл ут желителей , содержащий растворитель (бензол, .вода и др.) и органическое к 1тионоактивное поверхностно-активное вещество (ПАВ) из группы первич ных аминов или диаминов 1 . Однако недостаточна устойчивост ййсорбционного сло ПАВ при воздеййтвии высок1 х температур и гидрофилизирующих факторов, обусловленна «го химическим строением, а также е дефицитность и токсичность, не позв л ют получить качественный и относи тельно дешевый ут желитель на его основе. Известен также гидрофобизатор дл ут желителей, представл ющий собой нефть или минеральное масло 2 . Недостатком данного гидрофобизатора вл етс слаба устойчивость гидрофобного покрыти к воздействию агрессивных факторов. Это объ сн ет с тем, что закрепление апол рных реагентов (все нефтепродукты), не имеющих в своем составе солидофильных функциональных групп,- на гидрофильной поверхности ут желителей происходит за счет слабых сил физических адсорбции с малой энергией взаимодействи (работой адгезии). Известен гидрофобизатор дл ут желителей , содерп.аший 2,4-4 масс.% ПАВ (соединение ароматической сульфокислоты ) и 96-97,6 масс.% воды . Данный гидрофобизатор характеризуетс недостаточной устойчивостью гидрофобного покрыти (полимолекул рного адсорбционного сло анионоактивного ПАВ) и, как следствие,десорбци (отмывание) его с поверхнос- ° ти частиц ут желител при взаимодействии водной фазы. Цель изобретени - повышение устойчивости гидрофобного покрыти частиц ут желител к воздействию агрессивных факторов как при его производстве , так и при его использовании . Поставленна цель достигаетс тем, что гидрофобизатор дополнительно содержит сырую товарную нефть при следующем соотношении компонентов, масс. %: Соединение ароматической сульфокислоты0,38-1,27 Сыра товарна нефть 3,8 -12,1 ВодаОстальноеThe invention relates to the treatment of hydrocarbon-based drilling fluid seekers. A water-repellent agent is known for chemicals that contain solvent (benzene, water, etc.) and organic to 1-ionic surfactant from the group of primary amines or diamines 1. However, the insufficient stability of the adsorption layer of the surfactant under the influence of high temperatures and hydrophilicating factors, due to its chemical structure, as well as its deficiency and toxicity, do not allow to obtain a qualitative and relatively cheap pattern on its basis. Also known is a water repellent agent for solvents, which is an oil or mineral oil 2. The disadvantage of this water-repellent agent is the poor resistance of the hydrophobic coating to the effects of aggressive factors. This is explained by the fact that the fixing of apolar reagents (all petroleum products), which do not have solidophilic functional groups, occurs on the hydrophilic surface of the stimulants due to weak physical adsorption forces with low interaction energy (adhesion work). A water-repellent agent is known for hydrocarbons, containing 2.4-4 wt.% Surfactant (aromatic sulfonic acid compound) and 96-97.6 wt.% Water. This water-repellent agent is characterized by insufficient stability of the hydrophobic coating (polymolecular adsorption layer of anionic surfactant) and, as a result, desorption (washing) of it from the surface of the particles of the ut gel in the interaction of the aqueous phase. The purpose of the invention is to increase the stability of the hydrophobic coating of particles of the utheller to the effects of aggressive factors both in its production and its use. The goal is achieved by the fact that the water repellent additionally contains crude commercial oil in the following ratio of components, mass. %: Aromatic sulfonic acid compound 0.38-1.27 Crude oil 3.8 -12.1 Water Else

В качестве соединени ароматическо сульфокислоты состав содержит сульфонол НП-3, As an aromatic sulfonic acid compound, the composition contains sulfonol NP-3,

Дл придани ут желителю оптимальной степени гидрофобизации указанный гидрофобизатор ввод т в количестве 10-18% от массы ут желител .In order to impart an optimal degree of hydrophobization to the wishful person, said water-repellent agent is introduced in an amount of 10-18% by weight of the desired gel.

Гидрофобизатор готов т следующим образом.Water repellent is prepared as follows.

Додецилбензрлсульфонат натри (сульфонол НП-3)по ТУ 6-01-18-16-75, сырую товарную нефть по ГОСТ 9965-76 и воду смешивают в указанном соотношении при 1500-2000 об/мин в течение 15 мин до состо ни эмульсий 1 рода. Тип эмульсии и ее агрегативную устойчивость определ ют по показателю электростабильности (И э.с.) с помощью прибора ИГЭР-1.Sodium dodecylbenzrlsulfonate (NP-3 sulfonol) according to TU 6-01-18-16-75, crude commercial oil according to GOST 9965-76 and water are mixed in the indicated ratio at 1500-2000 rpm for 15 minutes to the state of emulsions 1 kind of. The type of emulsion and its aggregative stability are determined by the electrical stability index (And e.c.) using an IGER-1 device.

Дл испытаний берут исходный баритовый ут хселитель (барит) марки КБ-2 по ГОСТ 4682-74 с гидрофильной поверхностью частиц (коэффициент флотируемости Кф равн етс О,01).При гидрофобизации поверхности частиц ут желител Кф стремитс к единице.For the tests, the initial barite grade (barite) brand KB-2 according to GOST 4682-74 with a hydrophilic surface of particles (flotation coefficient Kf is 0, 01) is taken. When the surface of particles is thinned, the yellow gel Kf tends to unity.

Дл сравнени устойчивости гидрофобного покрыти готов т 6 проб ут желителей с использованием гидрофобизаторов .To compare the stability of the hydrophobic coating, 6 samples of the samples were prepared using water repellents.

Пробу 1 (по прототипу) готов т следующим образом.Sample 1 (prototype) is prepared as follows.

Суспензию (1 л воды, 1 кг барита и 40 г сульфонола НП-3) перемешивают при 2000 об/мин в течение 4 ч. Затем отдел ют барит фильтрованием,сушат при 80-100°С в течение 5 ч и измельчают .The suspension (1 l of water, 1 kg of barite and 40 g of sulfonol NP-3) is stirred at 2000 rpm for 4 hours. Then the barite is separated by filtration, dried at 80-100 ° C for 5 hours and crushed.

Пробы 2-6 (по предлагаемому техническому решению) готов т по следу ющей методике.Samples 2-6 (according to the proposed technical solution) are prepared according to the following procedure.

Исходный барит обрабатывают соот .ветствующими составами гидрофобизатора , переме1иивают и сушат при 350500°С до остаточной влажности 0,1-2%The initial barite is treated with the corresponding compositions of water-repellent agent, mixed and dried at 350,500 ° C to a residual moisture content of 0.1-2%

Устойчивость гидрофобного покрыти косвенно оценивают по степени отмывани сульфонола НП-3 в водную фазу . Степень отмывани характеризуют концентрацией С(мг/л) сульфонола вThe stability of the hydrophobic coating is indirectly evaluated by the degree of washing of the NP-3 sulfonol in the aqueous phase. The degree of laundering is characterized by the concentration of C (mg / l) sulfonol in

фильтрах полученных проб и их пенообразующей способностью.filters obtained samples and their foaming ability.

Фильтраты получают следующим образом .The filtrates are obtained as follows.

Содержимое стакана (25 г барита и 300 мл воды разных температур 20,50 и 80°С) перемешивают при 800 об/мин в течение 15 мин. Затем суспензию отфильтровывают под вакуумом через бумажный фильтр, а полученный фильтрат подвергают следующим испытани м. Вначале цилиндр (емкостью 250 мл) с полученным и охлажденным до 20°С фильтратом (50 мл) опрокидывают 30 раз на 180° в вертикальной плоскости в течение 1 мин. Затем став т на стол, включают секундомер и замер ют высоту образовавшейс пены н (см) и врем ее жизни t (с). Затем с помощью фотоэлектрического колориметра - нефелометра модели ФЭК-56М определ ют концентрацию сульфонола (С) по приложенной инструкции. После этого осуществл ют визуальный контроль наличи нефт ной пленки на поверхности фильтрата (250 мл) в пробах 2-6.The contents of the glass (25 g of barite and 300 ml of water at different temperatures of 20.50 and 80 ° C) are stirred at 800 rpm for 15 minutes. The suspension is then filtered under vacuum through a filter paper, and the filtrate is subjected to the following tests. First, the cylinder (with a capacity of 250 ml) with the filtrate (50 ml) obtained and cooled to 20 ° C is tilted 30 times by 180 ° in a vertical plane for 1 min. . Then set on the table, turn on the stopwatch and measure the height of the foam formed n (cm) and its lifetime t (s). Then, using the photoelectric colorimeter - FEC-56M model nephelometer, the sulfonol concentration (C) is determined according to the attached instruction. Thereafter, visual inspection of the presence of an oil film on the surface of the filtrate (250 ml) in samples 2-6 is carried out.

Минимальна ко.нцентраци десорбированного сульфонола и отсутствие отмытой нефти в фильтратах свидетельствуют о том,что устойчивость гидрофобного покрыти резко возрастает за счет его блокировани пленкой нефти с упрочненной в результате сушки структурой.The minimal concentration of the desorbed sulfonic acid and the absence of washed oil in the filtrates indicate that the stability of the hydrophobic coating increases dramatically due to its blocking with a film of oil with a structure strengthened by drying.

Кф определ ют следующим образом.Kf is determined as follows.

125 г гидрофобизованного ут желител засыпают во флотационную камеру емкостью 0,5 л, приливают 375 мл воды и флотируют на лабораторной флотомашине УФЛ-67 в течение 9 мин без добавлени химреагентов. Отфлотированный продукт собираетс , высушиваетс и взвешиваетс . Кф в дол х единицы определ ют по формуле Кф ,2& где А - масса высушенного отфлотированного продукта, г; 125 - масса исходной навески ут желител ,г.125 g of hydrophobic imitation gel are poured into a 0.5 liter flotation cell, 375 ml of water are poured in and floated on a UV-67 laboratory flotation machine for 9 minutes without the addition of chemicals. The floated product is collected, dried and weighed. Kf in units of units is determined by the formula Kf, 2 & where a is the mass of the dried, floated product, g; 125 is the mass of the initial weight of the sample, g.

Полученные результаты приведены в таблице.The results are shown in the table.

0,65 0,81 0,85 0,89 0,92 0,95 0,950.65 0.81 0.85 0.89 0.92 0.95 0.95

Из таблицы видно, что область оптимальных добавок гидрофобизатора, обеспечивающих достаточную степень гидрофобизации барита, находитс в пределах 10-18% от массы ут желител . From the table it can be seen that the range of optimal additives of the water repellent agent, which ensures a sufficient degree of hydrophobization of barite, is within 10–18% of the weight of the iron.

Дл сравнени эксплуатационных свойств предлагаемого и известного ут желителей их испытывают при ут желении исходного эмульсионного раствора на углеводородной осTo compare the performance properties of the proposed and known ut, they are tested when the initial emulsion solution on an hydrocarbon base is added.

(ЭРУО) состава, масс.%:(ERUO) composition, wt.%:

Дизельное топливо Вода пресна Diesel Water is fresh

Хлористый кальций Эмульгатор .(кубовые остатки синтетических жирных кислот фракции Сп -С2.0)Calcium Chloride Emulsifier. (Distillation residues of synthetic fatty acids of Cn-C2.0 fraction)

Claims

Calcium oxide The initial PWR is descaled to a density of 1.70 g / cm and subjected to temperature control for 6 hours at 150 ° C. Next to the common parameters of the drilling mud, as the density (/) conditional viscosity ( t) and the static shear stress (SNS) for 1 and Yumin determine the electrical stability index (NS), which characterizes the aggregate stability of the emulsion, and hence the stability of the hydrophobic coating of the gel particles in thermal conditions. The results obtained indicate that the well-known product does not meet the requirements of deep drilling. High viscosity (16 vs. 12s), low density of EROO (1.71 vs. 1.77 g / cm), electrical stability (200 vs. 500V) SNS for 1/10 min (O / O vs. 3/8) under industrial conditions x may cause reversal of the phases of the emulsion, flocculation, and precipitation of the emulsifier, as well as other serious complications during drilling. The comparisons made allow us to conclude that this water-repellent agent is more effective than the known. The described effect of increasing the stability of a hydrophobic coating using a water-repellent agent according to the invention is confirmed in similar tests with other less common barite than (S04). such as hematite (FejOi). magnetite (FejO). known to (CaSOT,) and others. Formula 1. Hydrophobizing composition for setting drilling mud solids, containing an aromatic compound. acid and water, characterized in that, in order to increase the stability of the composition, it additionally contains crude commercial oil in the following ratio of components, wt.%: 0.38-1.27 Sulfonol Cheese commercial 3.8 -12.1 oil Water Else 2. The composition according to claim 1, characterized by the fact that it contains sulfonol NP-3 as an aromatic sulfonic acid compound. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 2900337, cl. 252-8.5, published, 1959.

2. US patent number 2055666, cl. 252-8.5, pub. 1936.

3. The patent of France 1309153, cl. E 21 V, published. 1962 (PROTOTYPE).