DEF0014262MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 24. März 1954 Bekanntgemacht am 15. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Zur Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften von Bohrschlämmen, z. B. bei Erdöl- und Erdgasbohrungen, werden diesen Schlämmen zur Herabsetzung ihrer Viskosität und Gelstärke sowie zur Verbesserung der Salzwasserbeständigkeit vorwiegend alkalische Lösungen von Quebracho zugesetzt. Dieser Zusatz besitzt darüber hinaus einen hohen Grad thermischer Stabilität, die seine Verwendung auch dann zuläßt, wenn höhere Temperaturen auf den Bohrschlamm einwirken, wie sie z. B. bei Tiefbohrungen auftreten.

Während Quebracho in sehr großen Mengen für den genannten Zweck Verwendung findet, haben sich andere Naturgerbstoffe, wie z. B. Kastanienholzextrakt, bisher nicht bewährt. Ebenso zeigte sich, daß handelsübliche synthetische Gerbstoffe, die hinsichtlich der Gerbwirkung durchaus mit Quebracho vergleichbar sind, dessen spezifische Wirkung auf Bohrschlamm nicht zeigen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die bei der Umformung von Ligninstoffen durch Alkalischmelze entstehenden, ganz oder teilweise entmethylierten Produkte in alkalischer Lösung Bohrschlämme ebenso zu beeinflussen vermögen wie alkalische Lösungen von Quebracho.

Als Ligninstoffe, die als Ausgangsmaterialien für die Alkalischmelze geeignet sind, seien beispielsweise genannt: Holz, Säurelignine, Ligninsulfonsäure, Sulfitcelluloseablaugen, Nitro- und Chlorlignine u. a. Die für das vorliegende Verfahren brauchbaren Umformungsprodukte von Ligninstoffen können z. B. nach den Verfahren der deutschen Patentschriften 740 269,

509 697/100

F 14262 VI/5a

753 346 und der französischen Patentschriften 878 122 und 878 451 erhalten werden. Die bei der Aufarbeitung der Schmelzen anfallenden Stoffe, sowohl die schwer wasserlöslichen amorphen Körper, die sich mit Alkalien leicht in Wasser lösen, als auch die bei saurer Reaktion wasserlöslichen niedrigmolekularen Anteile zeigen die gewünschte spezifische Wirkung hinsichtlich Viskosität, Salzwasserverträglichkeit und Gelstärke der Bohischlämme. Alkalischmelzen von Lignin und Sulfitcelluloseablaugen, die mit wenig Alkali derart durchgeführt worden sind, daß die Abspaltung der Sulfogruppen, eine mehr oder weniger vollständige Entmethylierung und eine Molekülverkleinerung eingetreten sind, können ohne weitere Aufarbeitung zur Behandlung von Bohrschlämmen dienen, sofern nicht ein zu großer Überschuß an Alkali vorhanden.ist.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die Umformungsprodukte von Ligninstoffen mittels Alkali als Bohrschlämmzusätze um so wirksamer sind, je weniger Methoxyl die Umformungsprodukte enthalten, d. h. je mehr Brenzkatechin und Pyrogallolbausteine aus den im Lignin enthaltenen Guajacylbausteinen ,entstanden sind. Durch Alkalibehandlung bei Temperaturen zwischen 200 und 350°, vorteilhaft um. 250⁰, können bei geeigneter Alkalimenge und Einwirkungsdauer solche Produkte erhalten werden; Im einzelnen kann die Durchführung dieser Alkalibehandlung vielfach variiert werden. Derartige Umformungsprodukte des Lignins und der Sulfitcelluloseablaugen, z. B. nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 740 269 und der französischen Patentschriften 878122 und 878 451 sind gleichzeitig Gerbstoffe, ebenso wie der als Zusatz zu Bohrschlämmen verwendete Quebracho. Während das organische Quebracho-Extrakt aus Überseegebieten, wo die Quebrachobäume zunehmend dem Raubbau zum Opfer fallen, eingeführt werden muß, handelt es sich bei den Umwandlungsprodukten des Lignins bzw. der Sulfitablauge auch heute noch um einige der größten Abfallprodukte der organischchemischen Großindustrie, so daß durch deren. Verwendung ein leicht zugängliches Austauschprodukt für Quebracho gegeben ist.

Beispiel 1

4 kg ligninsulfosaures Natrium und 5^/kg Natriumhydroxyd werden unter Rühren 1 Stunde bei etwa 270⁰ zusammengeschmolzen. Die wäßrige Lösung der Schmelze wird angesäuert, das ausfallende amorphe Produkt getrocknet und auf seine Wirksamkeit auf Bohrschlamm untersucht. Ergebnisse s. Tabelle unter 1.

Viskosität (in g Stornier)
des Bohrschlammes

2 b**

ohne Zusatz
0,05 % Zusatz

0,1 % -0,2 °/o - .

o-Minuten-Gelstärke

ohne Zusatz

0,05 °/₀ Zusatz .....

0,2 % -

io-Minuten-Gelstärke
ohne Zusatz

0,05 % Zusatz

0,1 % -

•56,0

51.5
49.0
48,0

15,0
5.0
4.0
4.0

45,0

19.5
18,0

8,5

58,0

57,o
55,0
53,o

17,0

8,5
6,0

5,0

53,o
24,0
17,5
13,0

58,0

57,o
53,o
52,0

17,0
8,0
6,0
5,5

53,o

24,5
17,0

14,5

54,o

54,o 53,o 52,0

i5,5 8,0 6,5 5,5

50,0 24,0 18,0 13,0

58,0

60,0 60,0 58,0

17,0

15,5 16,0 16,0

58,0 56,0 55,0 45,o

* Salzgehalt der Schmelze wurde berücksichtigt. ** Die Sulfitablauge wurde auf denselben p_H-Wert eingestellt wie die Gerbstofilösungen.

Beispiel 2 ,

ii,25 kg Sulfitablauge (6 kg Trockengehalt) werden mit 6 kg Natriumhydroxyd 1 Stunde auf 260 bis 290° erhitzt. Die Temperatur liegt meist über 270⁰. Die Schmelze (2 a) wird durch Ansäuern in einen schwerlöslichen Anteil (2 b) und durch Extraktion der sauren Restlösung mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, z. B. Essigsäureäthylester, in einen leichtlöslichen Anteil (2c) gespalten. Sowohl die wäßrige Auflösung der Schmelze (2 a) als auch der leicht- und schwerlösliche Anteil derselben (2 b und 2c) wurden auf ihre Wirksamkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Vergleichssubstanz: Quebracho (3) und alkalische Sulfitablauge (4). r.15

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herabsetzung der Viskosität und , Gelstärke und zur Verbesserung der Salzbeständigkeit von Bohrschlämmen (z. B. bei Erdöl- und Erdgasbohrungen), dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Alkalibehandlung von Ligninstoffen entstehenden ganz oder teilweise entmethylierten Ligninumwandlungsstoffe in alkälisch er Lösung verwendet. ^;