RU2722481C1 - Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе - Google Patents
Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722481C1 RU2722481C1 RU2019135190A RU2019135190A RU2722481C1 RU 2722481 C1 RU2722481 C1 RU 2722481C1 RU 2019135190 A RU2019135190 A RU 2019135190A RU 2019135190 A RU2019135190 A RU 2019135190A RU 2722481 C1 RU2722481 C1 RU 2722481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emulsifier
- fatty acids
- mixture
- phthalic anhydride
- oil
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химических реагентов, а именно эмульгаторам, используемым при получении однородной смеси из несмешивающихся жидкостей, таких как нефть и вода, масло и вода и др., и применяющихся при бурении нефтяных и газовых скважин с использованием буровых растворов. Технический результат - высокая электростабильность эмульгатора и высокое значение показателя фильтрации. В способе получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе вначале смесь из жирных кислот растительного масла и диэтаноламина подогревают до 130°С-140°С, затем добавляют фталевый ангидрид и при указанной температуре перемешивают в течение 2-2,5 ч до полного растворения фталевого ангидрида, после чего добавляют топливо дизельное и перемешивают еще 30 мин до достижения однородности смеси. Компоненты берут в соотношении, мас.%: жирные кислоты растительных масел 60-70; диэтаноламин 3-5; фталевый ангидрид 8,5-10; топливо дизельное 15-28,5. 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области химических реагентов, а именно эмульгаторам, используемым при получении однородной смеси из несмешивающихся жидкостей, таких как нефть и вода, масло и вода и др., и применяющихся в нефте- и газодобывающей промышленности при бурении нефтяных и газовых скважин с использованием буровых растворов.
Для обеспечения эффективного и успешного выполнения буровых работ, традиционные буровые растворы должны иметь состав, обеспечивающий низкое поглощение бурового раствора пластом, совместимость различных добавок в буровых растворах, низкую эквивалентную плотность циркуляции и минимальную степень оседания барита. По сравнению с большинством растворов на водной основе, буровые растворы на углеводородной основе отличаются более стабильной вязкостью, термостойкостью и глиностабилизирующими свойствами, что обуславливает их применение при бурении скважин в условиях высокого давления и высокой температуры. На все перечисленные требования к буровым растворам оказывает большое влияние выбор эмульгатора. Поэтому в последнее время предъявляются особые требования при разработке и использовании буровых растворов к эмульгирующей основе.
Известен способ получения эмульгатора, заключающийся в нагревании и перемешивании при нормальном давлении смеси из жирных кислот таллового масла и многоатомного спирта (ТУ 6-143-1035-79 «Эмультал» Технические условия).
Нагревание осуществляют при температуре 155-165°С в течение 16 часов. В качестве жирных кислот используют олеиновую, линолевую и смоляную кислоты, входящие в состав талового масла, а в качестве многоатомного спирта – триэтаноламин.
В результате взаимодействия в основном ненасыщенных нормальных
жирных кислот С8 – С24, входящих в состав талового масла, с триэтаноламином протекает реакция этерификации с образованием смеси сложных триэтаноламиновых эфиров жирных кислот талового масла.
К недостаткам известного способа относится его энергоемкость и временная длительность. Кроме того, получаемый известным способом эмульгатор обладает низкой эмульгирующей и стабилизирующей способностью по отношению к гидрофобным жидкостям, а также высокими значениями показателя фильтрации (более 40 см3/30 мин при перепаде давления 0,1 МПа).
Известен способ получения эмульгатора, заключающийся в нагревании и перемешивании при нормальном давлении смеси из жирных кислот талового масла и многоатомного спирта (см. описание к патенту США №4 658 036, МПК C07D207/40,C07D209/48,C09K8/32, опубл.14.04.1987).
В известном способе нагревание смеси осуществляют в две стадии: на первой стадии при температуре 200° – 220°С и на второй стадии при температуре 220°-265°С в течение от 2 до 4-х часов и нормальном давлении. В состав смеси входит одна или несколько жирных кислот талового масла и акриловая кислота, малеиновый ангидрид или фумаровая кислота, с последующим взаимодействием с многоатомным спиртом - диэтилентриамином с получением инвертного эмульгатора.
Недостатками известного эмульгатора является отсутствие стабилизирующего действия в области практически приемлемых концентраций эмульгатора, высокий показатель фильтрации (17-36 мл/30 мин) и высокий показатель электростабильности.
Известен способ получения эмульгатора - стабилизатора, принятый в качестве прототипа, заключающийся в нагревании и перемешивании при нормальном давлении смеси из жирных кислот талового масла и многоатомного спирта и дизельного топлива (см. описание изобретения к патенту РФ №2201950 «Способ получения эмульгатора-стабилизатора гидрофобно-эмульсионных буровых растворов», С09К 7/06, опубл. 10.04.2003).
В качестве жирных кислот используют кубовый остаток производства синтетических жирных кислот, а в качестве многоатомного спирта - триэтаноламин, в соотношении кубовый остаток : триэтаноламин 4÷5:1, а нагревание проводят при температуре 120-150°С в течение 4-8 часов в среде растворителя. В качестве растворителя используют дизельное топливо или керосин.
Известный эмульгатор обладает комплексным действием, а именно одновременно и эмульгирующим и стабилизирующим, что выражается в высокой термостойкости и агрегативной устойчивости получаемых на его основе гидрофобно - эмульсионных буровых растворов.
К недостаткам известного эмульгатора-стабилизатора относятся высокие значения показателя фильтрации даже при небольшом перепаде давления 0,1 МПа (18-32 см3/30 мин), большие затраты времени на операции, связанные с разогревом и растворением компонентов указанного эмульгатора (время реакции составляет 4-8 часов при температуре 120-150°С), и, как следствие, сложность проведения этих операций в промысловых условиях.
Технической задачей и результатом предлагаемого способа является получение эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе, обладающего наряду с высокой электростабильностью высоким значением показателя фильтрации.
Технический результат достигается тем, что в способе получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе, заключающимся в нагревании и перемешивании при нормальном давлении смеси из жирных кислот, многоатомного спирта и дизельного топлива, имеются отличия, а именно в качестве жирных кислот используют кислоты растительного масла, в качестве многоатомного спирта используют диэтаноламин, при этом вначале смесь из жирных кислот растительного масла и диэтаноламина подогревают до 130°С-140°С, затем дополнительно добавляют фталевый ангидрид и при указанной температуре перемешивают в течение 2-2,5 часов до полного растворения фталевого ангидрида, после чего добавляют топливо дизельное и перемешивают еще 30 мин до достижения однородности смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жирные кислоты растительных масел | 60-70 |
диэтаноламин | 3-5 |
фталевый ангидрид | 8,5-10 | ||||
топливо дизельное | 15-28,5 |
Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе реализуют следующим образом.
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают жирные кислоты растительных масел и диэтаноламин и смешивают. После чего полученную смесь подогревают до 130°-140°С, затем в смесь добавляют фталевый ангидрид и при указанной температуре перемешивают в течение 2-2,5 часов до полного растворения фталевого ангидрида. Затем добавляют дизельное топливо и перемешивают еще 30 мин до однородности смеси.
В качестве основного компонента в предлагаемом эмульгаторе используют жирные кислоты растительных масел, имеющие по ТУ 9145-005-50973386-2009 «Жирные кислоты растительных масел» следующие физико-химические характеристики:
внешний вид - коричневая прозрачная жидкость;
массовая доля влаги и летучих не более 1,0%;
кислотное число не менее 60мг КОН/г;
содержание жиров не менее 99%.
В качестве растворителя используют топливо дизельное СТО 00044434-006-2005 с изм. № 1 "Бензины автомобильные ЭКТО", а также фталевый ангидрид по ГОСТ 7119-77«Ангидрид фталевый технический. Технические условия» и диэтаноламин по ТУ 2423-003-78722668-2010 «Диэтаноламин. Технические условия», используемые в качестве стабилизатора, поставщика катионов для образования кальциевых мыл.
Кислотное число определяли по ГОСТ 598579 «Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа».
Эксплуатационные характеристики предлагаемого эмульгатора-стабилизатора определяли следующим образом:
- электростабильность определяли по ГОСТ 33697-2015 (ISO 10414-2:2011) после термостатирования при 65,6°С в течении 16 часов;
- статическую фильтрацию определяли по ГОСТ 33697-2015 (ISO 10414-2:2011) после термостатирования при 65,6°С в течении 16 часов;
Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе поясняется следующими примерами.
Пример 1
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 240 г жирных кислот растительных масел и 6 г диэтаноламина и перемешивают. После чего полученную смесь подогревают до 130°С, добавляют 30г фталевого ангидрида и перемешивают при указанной температуре в течение 2,5 часов до полного растворения фталевого ангидрида. Затем добавляют 24 г топлива дизельного и перемешивают еще 30 мин до достижения однородности смеси.
Полученный эмульгатор имел кислотное число 97 мг КОН/г.
Приготовленный гидрофобно-эмульсионный раствор компонентного состава, на основе полученного эмульгатора имел следующие показатели:
Электростабильность 370 В;
фильтрация 18 мл/30 мин.
Пример 2
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 210 г жирных кислот растительных масел и 15 г диэтаноламина и перемешивают. После чего полученную смесь подогревают до 140°С, добавляют 30 г фталевого ангидрида и перемешивают при указанной температуре в течение 2 часов до полного растворения фталевого ангидрида. Затем добавляют 45 г топлива дизельного и перемешивают еще 30 мин. до достижения однородности смеси.
Полученный эмульгатор имел кислотное число 83 мг КОН/г. Приготовленный гидрофобно-эмульсионный раствор компонентного состава, на основе полученного эмульгатора имел следующие показатели:
Электростабильность 479 В;
фильтрация 10 мл/30 мин.
Пример 3
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 180 г жирных кислот растительных масел и 9 г диэтаноламина и перемешивают. После чего полученную смесь подогревают до 140°С, добавдяют 25,5г фталевого ангидрида и перемешивают при указанной температуре в течение 2 часов до полного растворения фталевого ангидрида. Затем добавляют 85,5 г топлива дизельного и перемешивают еще 30 мин в среде растворителя до достижения однородности смеси.
Полученный эмульгатор имел кислотное число 80 мг КОН/г.
Приготовленный гидрофобно-эмульсионный раствор компонентного состава, на основе полученного эмульгатора имел следующие показатели:
Электростабильность 575 В;
фильтрация 4,4 мл/30 мин.
Пример 4
В трехгорлый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 150 г жирных кислот растительных масел и 12 г диэтаноламина и перемешивают. После чего полученную смесь подогреваютдо 137°С, добавдяют 18г фталевого ангидрида и перемешивают при указанной температуре в течение 2,5 часов до полного растворения фталевого ангидрида. Затем добавляют 120 г топлива дизельного и перемешивают еще 30 мин до достижения однородности смеси.
Полученный эмульгатор имел кислотное число 60 мг КОН/г.
Приготовленный гидрофобно-эмульсионный раствор компонентного состава, на основе полученного эмульгатора имел следующие показатели:
Электростабильность 350 В;
фильтрация 16 мл/30 мин.
Для наглядности показания полученных результатов сведены в таблицу.
Приведенные примеры показывают, что эмульгатор, получаемый по предлагаемому способу во всем диапазоне условий получения имеет существенно высокие эксплуатационные характеристики.
Приведенные данные экспериментов указывают на то, что в сравнении с известными эмульгаторами предлагаемый эмульгатор имеет электростабильность выше в 1,5-2 раза (до 575В против 340В) и высокие значения показателя фильтрации.
Предлагаемый эмульгатор обладает совместимостью с другими добавками для буровых растворов на нефтяной основе. Предлагаемый эмульгатор эффективен в применении при малых концентрациях, и добавляется непосредственно в буровой раствор.
При температуре ниже 130°С образуется продукт с плохими эксплуатационными характеристиками (такие как, статическая фильтрация и электрическая стабильность), поскольку реакция этерификации с образованием смеси сложных диэтаноламиновых эфиров жирных кислот протекает при этой температуре крайне медленно.
Температура нагрева ограничена сверху тем, что при температуре выше 140°С возрастает взрывопожароопасность процесса, также могут ухудшаться физико-химические характеристики целевого продукта. При температуре выше 140°С возрастает температура застывания, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью разогрева эмульгатора.
Если перемешивать меньше указанного времени, то мы заметим неоднородность и непостоянство состава целевого продукта. Если проводить перемешивание больше двух с половиной часов, то тогда потребуются большие затраты времени на операции, что приведет к сложности проведения получения целевого продукта в промысловых условиях.
Все сказанное позволяет сделать вывод, что приемлемой температурой для ведения процесса получения эмульгатора, является 130-140°С, когда выход целевого продукта достаточно высокий, а технологические свойства находятся на достаточно высоком уровне.
Таблица
При мер |
Температу ра нагрева, °С |
Кислотное число, мг КОН/г |
Электроста бильность, В |
Фильтрация, мл/30 мин | Время перемешивания, час | |
1 | 130 | 97 | 370 | 18 | 2,5 | |
2 | 140 | 83 | 479 | 10 | 2 | |
3 | 140 | 80 | 575 | 4,4 | 2 | |
4 | 137 | 60 | 350 | 16 | 2,5 |
Claims (4)
- Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе, заключающийся в нагревании и перемешивании при нормальном давлении смеси из жирных кислот, многоатомного спирта и дизельного топлива, отличающийся тем, что в качестве жирных кислот используют кислоты растительного масла, в качестве многоатомного спирта используют диэтаноламин, причем вначале смесь из жирных кислот растительного масла и диэтаноламина подогревают до 130°С-140°С, затем дополнительно добавляют фталевый ангидрид и при указанной температуре перемешивают в течение 2-2,5 ч, после чего добавляют топливо дизельное и перемешивают еще 30 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
жирные кислоты растительных масел 60-70 -
диэтаноламин 3-5 -
фталевый ангидрид 8,5-10 топливо дизельное 15-28,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135190A RU2722481C1 (ru) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019135190A RU2722481C1 (ru) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722481C1 true RU2722481C1 (ru) | 2020-06-01 |
Family
ID=71067950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019135190A RU2722481C1 (ru) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722481C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115261000A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-11-01 | 中国石油大学(华东) | 一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4658036A (en) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Westvaco Corporation | Invert emulsifiers for oil-base drilling muds |
RU2201950C1 (ru) * | 2002-02-28 | 2003-04-10 | Уфимский государственный нефтяной технический университет | Способ получения эмульгатора-стабилизатора гидрофобно-эмульсионных буровых растворов |
RU2320403C1 (ru) * | 2006-12-29 | 2008-03-27 | Муайед Джордж Шабо | Эмульгатор-стабилизатор инвертных эмульсий и способ получения его активной основы |
CN102976877A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 江南大学 | 一种新型乳化炸药用乳化剂及其制备方法 |
RU2561105C2 (ru) * | 2014-01-24 | 2015-08-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алтайспецпродукт" | Эмульгирующий состав |
RU2696433C1 (ru) * | 2018-07-17 | 2019-08-01 | Максим Николаевич Судаков | Композиционный эмульгатор для производства эмульсионных взрывчатых веществ и способ его получения |
-
2019
- 2019-11-01 RU RU2019135190A patent/RU2722481C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4658036A (en) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Westvaco Corporation | Invert emulsifiers for oil-base drilling muds |
RU2201950C1 (ru) * | 2002-02-28 | 2003-04-10 | Уфимский государственный нефтяной технический университет | Способ получения эмульгатора-стабилизатора гидрофобно-эмульсионных буровых растворов |
RU2320403C1 (ru) * | 2006-12-29 | 2008-03-27 | Муайед Джордж Шабо | Эмульгатор-стабилизатор инвертных эмульсий и способ получения его активной основы |
CN102976877A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-20 | 江南大学 | 一种新型乳化炸药用乳化剂及其制备方法 |
RU2561105C2 (ru) * | 2014-01-24 | 2015-08-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Алтайспецпродукт" | Эмульгирующий состав |
RU2696433C1 (ru) * | 2018-07-17 | 2019-08-01 | Максим Николаевич Судаков | Композиционный эмульгатор для производства эмульсионных взрывчатых веществ и способ его получения |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115261000A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-11-01 | 中国石油大学(华东) | 一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用 |
CN115261000B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-01-19 | 中国石油大学(华东) | 一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060030491A1 (en) | Polyether polyesters having anionic functionality | |
EP1767611A2 (de) | Additiv für Rohöle | |
US2514399A (en) | Process for resolving emulsions | |
DE864426C (de) | Verfahren zur Herstellung von trocknenden Polyestern | |
US2950313A (en) | Surface active polyoxypropylene esters | |
US3057890A (en) | Certain polyoxyalkylene glycol esters | |
EP1290064A1 (en) | Alkyd resin emulsion | |
RU2722481C1 (ru) | Способ получения эмульгатора для буровых растворов на углеводородной основе | |
US2312731A (en) | Process and agent for breaking petroleum emulsions | |
US2507560A (en) | Process for breaking petroleum emulsions | |
US2454808A (en) | Reagent and process for resolving emulsions | |
US2312732A (en) | Process and agent for breaking petroleum emulsions | |
US2401966A (en) | Process and agent for breaking petroleum emulsions | |
US2950310A (en) | Surface active substances | |
US1977089A (en) | Process for breaking petroleum emulsions | |
US2423364A (en) | Process for breaking petroleum emulsions | |
US4065404A (en) | Tall oil defoamer for high strength acid media | |
US2599538A (en) | Process of demulsifying | |
US1977146A (en) | Process for breaking petroleum emulsions | |
NO162498B (no) | Dispergeringsmiddel for faste hydrofobe partikler i vann og anvendelse derav. | |
US2422177A (en) | Process for breaking petroleum emulsions | |
US2217119A (en) | Dispersion of paracoumarone resin and process of producing same | |
US4065402A (en) | Tall oil defoamer for high strength acid media | |
US2312733A (en) | Process and agent for breaking petroleum emulsions | |
US2395400A (en) | Composition of matter and method of making same |