Модифікований бентоніт
До СВІДОЦТВОМ
Республнк (61) Додаткове до авт. свив-ву(22) З ле 03. 09. 80 (21) 2984065/23-03 з приєднанням заявки М(23) Пріоритет (5l)N. Кл.
СРСР до винаходів і відкриттів
Опубліковано 30.06.82. Бюлетень М 24
3.Д. Литяєва та Є.М. Баркатіна р " „
Всесоюзний науково-дослідний інститут. по кріпленню свердловин та бурових розчинів (71) Заявник (54) ІОДИФІКУВАНН6% БЕНТОНІТ де R=gg Н37
Винахід відноситься до приготування та обробки глин органічними сполуками з метою покращення їх набухання в органічних середовищах.
Відомий бентоніт, що містить четвертинні амонієві солі, зокрема, диалкилметилбензиламмоний хлорид, де К. = С16 Н, = С Н „(1).
Відомий також модифікований глинопорошок для бурового розчину, що містить алкілдиметилбензіламоній хлорид (21.
Нестача відомих бентонітів незначна їх набухання в органічних середовищах.
Мета винаходу - збільшення набухання бентоніту у вуглеводневому середовищі.
Поставлена мета досягається тим, що бентоніт додатково містить діоктадецилдиметиламоній хлорид при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч:.
Октадецилдиметилбензиламоній хлорид (l) 7,7-69,3
Діоктадецилдиметиламоній хлорид (lI) 10,2-91,8
Компоненти (! ) І (I I ) взяті в пропорції (10-90): (90-10) по відношенню до обмінної ємності бентоніту.
Набухання такого бентоніту значно перевищує набухання бентоніту, що містить тільки (!) або тільки (!I), в органічному середовищі (в даному випадку дизельному паливі).
Для виготовлення модифікованого бентоніту використовують відому методику. У глинистий розчин повільно доливають півторакратний надлишок 503-ного розчину (!)(If> в ізопропіловому спирті. !надлишок реагентів необхідний для повноти іонного обміну. Після введення реагентів суміш перемішують протягом 30 хв потім фільтрують, промивають водою і сушать при 100-105 С. Кількості (I) і (II) розраховують залежно від обмінної ємності бентоніту
Беручи, що йде 1003 заміщення всіх активних центрів глинистого мінералу, тобто. використовується вся його обмінна ємність, розраховують . кількість кожного реагенту, що підійшов модифікацію бентоніту.
У табл. 1 представлені склади модифікованого бентоніту.
У табл. 2 наведено результати випробувань модифікованого бентоніту. (!)беруть у кількості, необхідному для заміщення 10" обмінної ємності бентоніту, тоді (II) - s кількості, необхідному для заміщення решти 90"6, щоб зрештою використовувати всі 100ь обмінної ємності. Причому кількість реагентів необхідно брати в півтораразовому надлишку для забезпечення повнішого заміщення. За формулою х-HIIQ/1000, де М - молекулярна вага модифікатора; величина обмінної ємності бентоніту визначають, скільки потрібно взяти (!) для модифікації 100 мас.ч. бентоніту, тобто. всіх 1003 Q. Обчислюють 103 від
55 отриманого числа, і далі, враховуючи півторакратний надлишок і ступінь чистоти продукту, визначають потрібне значення (в даному випадку воно дорівнює
7,7 мас.ч.). Аналогічно знаходять кількість (I!) реалізації інших
901, 0. Воно дорівнює 91,8 мас.ч.
Таким чином, для повного (100-ного) заміщення 0 бентоніту необхідно взяти 7,7 мас.ч. (!) І
91,8 мас. (II) у розрахунку на
100 мас.ч. бентоніту. Кількість (!) необхідне реалізацію 10 Q, а кількість (!I) - інші 90 G.
Приклад 1. У 53 глинисту водну суспензію повільно, при постійномуперемішуванні, доливають півторакратний надлишок 504-ного розчину в ізопропіловому спирті суміші реагентів у кількості, мас.ч:
Приклад 2. Методика приготування модифікованого бентоніту за прикладом 1, але суміш реагентів взята у складі, мас.ч: (I) 69,3 та (!!) 10,2 (з розрахунку на 100 мас.ч. бентоніту).
Приклад 3. Методика приготування модифікованого бентоніту за прикладом 1, але суміш реагентів взята у складі, мас.ч: (I) 38,5 та (I!) 51,0 (з розрахунку на 100 мас.ч. бентоніту).
За даною методикою готують дев'ять складів модифікованого бентоніту, що містить різну кількість (I) і (Il). складі вихідної суміші переважає (!!), який завдяки своїй структурі надає розщеплюючу дію на решітку глинистого мінералу, що дає можливість (!), Що володіє меншою молекулярною вагою і тільки одним довголанцюговим радикалом, глибше проникнути в міжпакетний простір і, отже, повніше гідрофізувати бентоніту.
Перевага складу 2 підтверджується даними лабораторних випробувань модифікованого бентоніту у модельних системах бурових розчинів
Кільк.о (1), мас.ч. 0
7,7 15,4 30,8 38,5 46,2 61,6 69,3 77,0,Кількість. (tt), мас.ч.
102 91,8 81,6 61,2 51,0 40,8 20,4 10 2
Відношення до обмінної ємності бентоніту, Ф
Відношення до обмінної ємності бен тоніту,3
5 9 на вуглеводневій основі. Як показано у табл. 2, цей. зразок має найбільший структуруючий ефект, так як статична напруга зсуву (СНС) бурового розчину зростає в 5-6 разів порівняно зі зразками Ю і 9, тобто, з бентонітом,модифікованим лише (!) або лише (11). Структурно-реологічні властивості модельних систем бурових розчинів оцінюють приладі ВСН-3.
Таким чином, пропонований модифікований бентоніт має високу набухання у вуглеводневому середовищі, не вимагає розробки нової технології, реагенти (!) і (!1) дос39522 б тупни, мох виробництво налагоджено.
Застосування цього бентоніту дозволить розширити асортимент інвертних емульсійних розчинів при бурінні нафтових і газових свердловин. Крім того, його можна використовувати і в інших галузях промисловості, а саме парфумерної, керамічної, в якості добавки до мастильних матеріалів!
Економічна ефективність від впровадження винаходу при бурінні нафтових та газових свердловин складається з п'ятикратного зниження
І кількісних витрат реагенту, транспортних витрат та становить
13700 руб, для 1 свердловину.
Структурно-реологічні показники модельної системи: вода + дизельне паливо (1:1) + модифікований бентоніт (1,5/)
П р і м е ч а н і е. І вЂ" набухання модифікованого бентоніту у вуглеводневому середовищі, про.3.
Упорядник А. Балуєва
Редактор Л. Філь Техред 3. Палій Коректор І. Муска
Замовлення 4594/39 Тираж 661 Передплатне
ВНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, Ж-35, Рауська наб., д. 4/5
Філія ПВП "Патент", м Ужгород, вул. Проектна, 4
Модифікований бентоніт для бурового розчину, що містить октадецилдиметилбензиламмоний хлорид, який відрізняється тим, що, з метою збільшення його набухання у вуглеводневому середовищі, він додатково містить діоктадецилдиметиламоній хлорид при наступному вмісті компонентів, мас.ч;
Діоктадецилдиметиламоній хлорид 10,2-91,8 зо Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі
Патент франції Р" 2407252, кл. З 09 До 7/02, опублік. 1979.
2. Ліпкес М.І. та ін. Промислові випробування термічної інвертної емульсії при бурінні свердловин в об'єднанні "Ставропольнафтогаз".-"Буріння", М., 1978, 9, с. 17 (прототип).