CS202777B1 - Method of producing chromo-lignine-sulphonane as the stabilizing agent of drilling fluid for very deep wells - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA <1S)

‘ (61) , (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 06 09 78(21) PV 5760-78 202 777 (Π) (Bl) (51) Int. CI.3O 09 K 7/02

ÚŘAD PRO VYNÁLEZYA OBJEVY (40) Zverejnené 30 05 80(45) Vydané 01 09 83

Autor vynálezu STANÍK VOJTECH ing. CSc., BRATISLAVA,‘.ESTERKA PRANTlSEK dr. ing. CSc. a

.· 'SLÁMA OLDŘICH ing., BRNO ř“ · ' ' (54) Spdsob výroby ohromíignínsulfonanu ako stabilizátore vrtného výplachu pre velmi hlboké vrty 1

Predmetom vynálezu je aposob výroby chromíihnínsulfonanu ako stabilizátore vrtného vý-plaohu pre velmi hlboké vrty v geologickom prieskume.

Pri hlbinnom vrtaní sond odvrtanú zeminu vynáša na povroh výplaohové médium yháňsnódo sondy čerpadlom. Aby si výplaoh udržal svoje přijatelné reologické vlastnosti : visko-situ, medzu toku, filtrovatelnost, hrůbku filtračného koláče, tixotropiu a reopexiu, po-uzí vajú sa pre tento účel stekuoovacie přísady. Tieto majú za úlohu stabilizovať přijatel-né vlastnosti výplachu počas vrtania a to aj vtedy, keá do:výplachu z odvrtanej hodninysa postupné dostávajú soli jedno a viacmocných kationov, ktoré ako koagulanty majú snahuzhoršit reologické vlastnosti výplachového média. Ako stabilizátory reolqgických vlastnos- tí yýplachu sa používajú mimo iných aj lignínové preparáty ako súí chlorované ligniny,nitrované ligniny, sulfitový výluh s obsahom lignineulfonanu vápenatého, lignineulfonanusodného alebo lignineulfonanu amonného. Menované přísady sú však účinné len pri nízkýchteplotách aplikácie. Pri hlbinovom vrtaní za vysokých tepl8t okolo 150 - 200 °C sú všakuž neúčinné a rozkladajú sa. Tým sa zhoršia reologioké vlastnosti yýplachu. Naviac roz-kladné splodiny přísady, ako je SOg, COg a HgS sú kyslého charakteru a nežiadúco korodujúvrtnú súpravu.

Uvedené nevýhody sa odstraňujú využitím tohto vynálezu, ktorého podstata spočíváT Že 8UlíÍt9Yé Týltthy ft/F aleto sulfitové yýpallcy sa vepřed atabilizujú v kyslom 202 777 202 777 prostředí s HgSO^ počas 3 — 14 dní alebo v alkalickom prostředí 25 %-ným NHj pri teplote160 °C počas 2 hodin, pričom zbytky SO2 sa odstránia oxidáoiou roztokmi KgCrgO7, KM^ 0^,za vzniku stabilizovaného roztoku, ktorý sa po odplynení Sálej oxiduje s KgCrgO? priplote 40° - 60 °C počas 1-3 hod* na chromlignínsulfonan. Dosahovaný nový, vyšší účineksa docieluje tým, že východzia surovina sa před vlastnou oxidáoiou vopred stabilizuje.Stabilizácia sa prevádza v kyslom proetredí účinkom HgSO^ alebo v alkaliokom prostředíza tepla účinkom NH^OH. Přitom v sulfitovýoh výluhooh a/ alebo v sulfitovýoh výpalkochpřítomné molekuly ligninu sa čiastočne demetylujú, desulfonujú a depolymerizujú, Dochádzak rozkladu cukrov a k totálnemu odštepeniu aldehydicky viazaného SOg na lignin a cukry.Tento vyprchá z reakčného roztoku spolu s volným SOg alebo vysedimentuje počas stabilizá-oie ako CaSO^· Tým sa zníži spotřeba oxidačného činidla pri Salšej operáoii. Aby nedošlok spdtnej vazbě SOg na lignán, malé zbytky SOg alebo /NH^/gSOj sa z reakčného roztokuihneá odstránia roztokmi RgCrgO?, HgOg alebo KMnO^. Tým sa připraví stabilizovaná surovi-na, z ktorej oxidáoiou sa získá chromlignínsulfonan. Tento je tepelne stabilný, minimálněkorozívny a tým aj účinný pri vysokých teplotách jeho aplikáoie. Neobsahuje volný anialhydický viazaný S02, ktoré sú hlavnou příčinou jeho korozívnosti. Velmi výhodné je uve-denými postupmi chemicky stabilizovat sulfitové výpalky, lebo produkt po stabilizáoii jevelmi čistý, nakolko neobsahuje cukry ani ich rozkladné splodiny. Uvedenými postupmistabilizované sulfitové výluhy a/alebo sulfitové výpalky.

Uvedené nevýhody sa odstraňujú využitím tohto vynálezu, ktorého podstata spočíváv tom, že sulfitové výluhy a/alebo sulfitové výpalky sa vopred stabillzujú v kyslomproetredí s HgSO^ počas 3-14 dní, alebo v alkalickom prostředí 25 %-ným NH^ pri teplote160 °C počas 2 hodin, pričom zbytky SOg sa odstránia rbžtbkmi KgTOgďp

vzniku stabilizovaného roztokuV^ktbrý^eP^b^^ódplyiíenií^&amp;Ě&amp;ffjjfOxidujae JWii^kr^Cbiixpiaííftt-síplote 40-60 °0 počas 1-3 hodiny na ohlórlignínsulfanon. > i >S

Dosahovaný nový, vyšší účinek sa docieluje tým, že východzia surovina sa předvlastnou oxidáoiou vopred stabilizuje. Stabilizácia sa prevádza v kyslom prostředíúčinkom HgSO^ alebo v alkalickom prostředí za tepla, účinkom NH^OH. Přitom v sulfitovýohvýluhooh a/ alebo sulfitovýoh výpalkoch přítomné molekuly ligninu sa čiastočne demety-lujú, desulfonujú a depolymerizujú. Dochádza k rozkladu oukrov, a k totálnemu odštepeniualdehydicky viazaného S02 na lignin a cukry. Tento vyprchá z reakčného roztoku spolus volným SOg alebo vysedimentuje počas stabilizáoie ako CaSO^» Tým sa zníži spotřebaoxidačného činidla pri íalšej operáoii. Aby nedošlo k spátnej vazbě SOg na lignin, malézbytky SOg alebo (NH^)gSO^ sa z reakčného roztoku ihne3 odstránia roztokmi KgCrgO?,

HgOg alebo KMnO^. Tým sa připraví stabilizovaná lignínová surovina, z ktorej oxidáoiousa získá chromlignínsulfonan. Tento je tepelne stabilný, minimálně korozívny a tým ajúčinný pri vysokých teplotách jeho aplikáoie. Neobsahuje volný ani aldehydicky viazanýSOg, ktQré sú hlavnou příčinou jeho korozívnosti. Velmi výhodné je uvedenými postupmiohemicky stabilizovat sulfitové výpalky, lebo produkt po stabilizáoii je velmi čistý,nakolko neobsahuje cukry ani ich rozkladné splodiny. Uvedenými postupní stabilizované 202 777 - 3 - sulfitové výluhy a/ alebo sulfitové výpalky sa v áalšom stupni oxidujú v kyslom prostře-dí HgSO^. Ako oxidans pri výrobě ohrómlignínsulfonanu pre oba výrobně stupně možno použitKgCrgOj alebo HgOg alebo KMnO^ alebo ioh vhodnú zmes. Pri oxidácii vznikajú soli jedno-mocnýoh, dvojmooných a trojmocných katiónov, dochádza k sieťovaniu a k vytváraniu kom-plexních solí kyseliny lignínsulfónovej. Do reakcie vstupujú karbonylové, karboxylové,fenolové a sulfónové skupiny viazané na lignin. Konečným produktom reakcie je chrómlig-nínsulfonan. Velmi účelným sa ukázalo použit k stabilizácii a. oxidácii také sulfitovévýluhy a/ alebo výpalky, ktoré podlá skúšobnej metody vykazujú minimálně třetí disper-gačný stupeň. Sú to sulfitové výluhy alebo výpalky takého chemického a frakčného zlože-nia, ktoré pri dávkovaní 0,385 g sušiny na 385 g práškového GaGO^, po doplnění vodou naobjem 1 100 ml v jednolitrovom válci, spomalia tak sedimentáciu CaCO^, že sa nevykáže20 cm pokles hustomera ponořeného do meranej suspenzie CaCO-j ani za dobu 50 minut, čosa považuje za dispergačnú schopnost tretieho stupňa. Výhodné je použit takú surovinu,ktorá vykazuje ešte dlhšiu dobu poklesu, teda surovinu so sedimentačnou dobou 60 minút,čo je dispergačná schopnost štvrtého stupňa. Takéto suroviny po stabilizácii a oxidáciiumožnia výrobu ohrómlignínsulfonanu s vynikajúcimi stekucovacími schopnostami, ktoré siuchovajú aj pri vrtoch v híbke 600 - 7 000 m a pri teplotách 150 - 200 °C. Příklady

Princip nového sposobu výroby chrómlignínsulfonanov na podklade sulfitových výlu-hov a/ alebo sulfitových výpalkov osvetlujú, avšak neobmedzujú tieto příklady : Přikladl. ~3»~<5Qaígaáulfiťového tfýluhuno fikbhoentréciífcv^a/Slsa stabilizuje ráčinkom;/133 > koncentrovanej H^SO^ pri teplete 4Qf^0p žá' dobu 14 dní. Zbytok S02 sa z roztoku odstraní16 ml KgCrgOy o koncentrácii 9,8 %. Do stabilizovaného roztoku sa potom přidá 1 640 mlKgCrgO? o koncentrácii 9,8 % a oxiduje sa 3 hodiny pri 40 °C za vzniku ohrómlignínsulfo-nanu. Příklad 2. 3 443 g sulfitových výpalkov o koncentrácii 49,00 % sa desulfituje s 370 ml HgSO^o koncentrácii 33 % pri teplota 90 °C počas 3 dní. Zbytok S02 sa odstráni 7,4 ml HgOgo koncentrácii 29 %. Desulfitový roztok sa potom 1 hodinu oxiduje pri 60 °C s 882 mlKgCrgOy o koncentrácii 9,8 % za vzniku ohrómlignínsulfonanu. Příklad 3. 3 060 g sulfitových výpalkov o koncentrácii 50,08 % chemického a frakčného zloženias dispergačným stupňom minimálně 3 sa stabilizuje účinkom 111 g koncentrovanej HgSO^ pri50 °C po dobu 14 dní. Zbytok SOg sa odstráni objemom 8 ml roztoku KMnO^ o koncentrácii6,3 %. Stabilizovaný roztok sa potom oxiduje 1 hodinu pri 60 °0 účinkom 130 ml K2Cr207o koncentrácii 9,8 %.

Claims (1)

1. -4» 202 777 P r í k 1 a d 4 200 g sulfitovýoh výpalkov o konoentráoii 25 % sa salkallzuje 16 ml25 %-ného NH-ja autoklávuje 2 hodiny při 160 °C. Zbytok rozpustného siričitanu aa odstrájiiobjemom0,5 nl roztoku KgOrgOy o konoentráoii 9,8 %. Po odplynení získá sa stabilizovaný roztok·Tento sa potom okyslí s 3,8 ml konoentrovanej HgSO^ a oxiduje při 40 °C ao 46 ml K2Cr20?o konoentráoii 9,8 % po dobu 1 hodiny. Získá sa chrómlignínsulfonan účinný i pri vyso-kých teplotách. Chrómlignínaulfonát získaný podlá tohto vynálezu možno použit ako stekuoovadlo ben-tonltového výplaohu při gaologicko-prieskumných práoaoh, pri hladaní nových ložíak nafty,zemného plynu a pri odkrývaní novýoh zásob nerastného bohatstva. Velkou nevýhodou vyná-lezu je, že pri výrobě ohromíignínsulfonátu aa využije odpad oelulózopapierenského prie-myslu. Jeho využitím sa zníži znečisťovanie životného prostredia, dájde ku komplexnějŠle-mu využitiu drevnej hmoty a navýše získá sa chrómlignínaulfonát, ktorý sa k nám doterazmusel dovážať. Zavedením jeho výroby u nás dojde k úspoře cenných devíz a umožní sa geolo-gický prieskum vo velkých híbkaoh. P R E DM El VYNÁLEZU Spásob výroby ohrómlignínsulfonááu ako stabilizátore vrtného výplaohu pre velmihlboké vrty, vyznačený tým, že sulfitové výluhy a/ alebo sulfitové výpalky sa vepředstabilizujú v kyslom prostředí kyselinou sírovou počas 3-14 dní, alebo v alkaliokom pro-středí 25 %-ným amoniákom pri teplota 160 °C počaa 2 hodin, pričom zbytky kysličníka si-řičitého sa odstránia roztokmi dvojohromanu draselného, peroxidu vodíka, manganistanudraselného za vzniku sterilizovaného roztoku, ktorý sa po odplynení Sálej oxiduje s dvoj-chromanom draselným pri teploto 40-60 °C počas 1-3 hod na chrómlignínsulfonan· Vytiskly Moravské tiskařské závody,provoz 12, Leninova 21, Olomouc Cena: 2,40 Kčs