Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка способа получения модифицированного лигносульфонатного бурового реагента

Сведения об участнике
ФИО
Ялалова Регина Алсыновна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Химия высокомолекулярных соединений. Нефтехимия. Катализ
Тема
Разработка способа получения модифицированного лигносульфонатного бурового реагента
Резюме
Разработан способ получения модифицированных буровых реагентов на основе лигносульфоната натрия, обладающих наилучшими качественными характеристиками: показателем разжижения, фильтрации, статическим напряжением сдвига, вязкостью в сочетании с дополнительными термостабильными и антикоррозионными свойствами продукта. Квалифицированное использование отходов целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК), химических и нефтехимических производств в составе сырья и исходных реагентов позволит получить высококачественный продукт, а также снизить экологические риски утилизации этих отходов.
Ключевые слова
лигносульфонатный буровой реагент; модификация лигносульфоната; нейтрально-сульфитный щелок; распределение частиц по размерам; продукт.
Цели и задачи
В последнее время большое внимание уделяется разработке методов получения буровых реагентов, что связано с одной стороны, с повышением качественных показателей реагентов и, с другой стороны, направлено на решение природоохранных мероприятий. Целью работы явилось исследование свойств лигносульфонатов нейтрально-сульфитного способа варки и возможности его модификации фосфоновыми группами для получения бурового реагента. Задача получения буровых реагентов не только с высокими качественными показателями, но и с дополнительными термостабильными и антикоррозионными свойствами является актуальной. Предлагается создание буровых реагентов для решения следующих задач:
- использование в экстремальных условиях бурения;
- применение при высоких забойных температурах порядка 170ºC;
- для сверхглубокого бурения и работ в осложненных геологических условиях.
Введение

 

Химические реагенты широко используются в практике бурения и обеспечивают необходимые свойства буровым растворам.

Одними из наиболее эффективных понизителей вязкости являются лигносульфонатные системы, основой которых является природный полимер древесины - лигнин. 

Лигносульфонаты являются побочными продуктами, получаемыми в процессе варки древесины целлюлозного производства. 

В связи с углублением процесса переработки целлюлозы более широкое распространение имеет процесс нейтрально-сульфитной варки и получаемый при этом лигносульфонат отличается худшими свойствами.

В этой связи разработка способов  предварительной подготовки и  модификации лигносульфоната нейтрально-сульфитной варки имеет большую актуальность. 

Методы и материалы

 

В работе использовались следующие методы: 1) модификация нейтрально-сульфитных лигносульфонатов соединениями, содержащими фосфоновые группы; 2) гостированные методы анализа экспериментальных лигносульфонатных буровых реагентов (определение ПР, ПФ, СНС, ДНС, УВ, защитный эффект и т.д.); 3) исследовательские методы анализа: определение металлов в составе экспериментальных образцов рентгенофлуоресцентным спектральным методом анализа, определение распределения частиц по размерам в экспериментальных образцах методом лазерной дифракции.

В качестве объектов исследования использовались лигносульфонатное сырьё и модифицированные лигносульфонаты различных способов варки.

Описание и обсуждение результатов

 

Для решения задач нефтедобычи важно разрабатывать доступные буровые реагенты высокого качества, которые будут недорогими, с высокими показателями фильтрации и разжижения. В последнее время большой интерес вызывают модифицированные буровые реагенты, обладающие многофункциональным действием.

Показана возможность модифицирования лигносульфоната новыми реагентами, в качестве реагентов предложено использовать полупродукты нефтепереработки и нефтехимии

Определены рабочие условия процесса

Установлено, что применение новых модификаторов позволит сократить расход реагентов, при этом получить продукт высокого качества.

Изучались состав и свойства модифицированного бурового реагента современными методами анализа, а именно определение размера частиц в буровых реагентах и исходном сырье лигносульфоната натрия методом лазерной дифракции. В модифицированных образцах лигносульфонатного реагента среднее распределение частиц по размерам равно 1,3 мкм, но не превышает 2,1 мкм.

Определение содержания соединения железа и хрома в полученных буровых реагентах осуществлялось энергодисперсионным рентгенофлуоресцентным спектральным методом анализа.

Предлагаемый способ получения модифицированного лигносульфонатного бурового реагента отличается тем, что:

- процесс осуществляется без использования критических параметров (температура процесса составляет 40 – 60ºС);

- процесс обеспечивает оборотный цикл непрореагировавшего сырья/реагентов;

- буровые реагенты характеризуются высокими качественными характеристиками в сочетании с дополнительными свойствами продукта и возможностью использования в осложненных геологических условиях;

- простотой технологического оформления;

- модифицированные буровые реагенты обладают низкой стоимостью за счет использования в качестве сырья отхода ЦБК, лигносульфоната натрия, а в качестве модификаторов отходов химических производств.

Планируется выпуск модифицированных буровых реагентов в ценовой категории не более 9 руб за кг. Стоимость реагентов будет обусловлена масштабами решаемых задач. В настоящее время в мире цена одного кг промышленного аналога бурового реагента более 12 руб .

Ниша, которую может занять данный продукт, практически не развита в РФ, так что можно предполагать, что, с учетом уникальных свойств таких реагентов, представляется возможным создание успешного на этом рынке продукта.

Используемые источники

1. Справочник по буровым растворам // Приложение к журналу «Нефтегазовые технологии». М.: Топливо и Энергетика, 2007. С.2-5.
2. Ятров С.Н. Естественные промывочные растворы в бурении. М.: Гостопиздат, 1963. 206 с.
3. Паус К.Ф. Буровые растворы. М.: Недра,1973. 303с.
4. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М.: Недра, 1972. 392 с.
5. Гаврилов Б.М. Лигно-полимерные реагенты для буровых растворов. Краснодар, 2004. 523 с.
6. Остроумов Г.В. Методические основы исследования химического состава горных пород, руд и минералов. М.: Недра, 1979. 348с.
7. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург: Летопись, 2005. 664 8. Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей) пер. с англ.: М.: Недра- 1985, 509 с.
8. ГОСТ 9.506-87162 с.
Information about the project
Surname Name
Yalalova Regina
Project title
Development of a method for producing a modified lignosulfonate drilling reagent
Summary of the project
A method of obtaining modified drilling reagent based on sodium lignosulfonate having the best quality characteristics: indicator of liquefaction, filtration, gel strength, viscosity, combined with additional thermal stability and anti-corrosion properties of the product. Skilled use of waste pulp and paper mills (PPM), chemical and petrochemical industries in the raw materials and the initial reagents will provide a high quality product as well as reduce environmental waste disposal of these risks.
Keywords
lignosulfonate drilling chemicals; modification of lignosulphonates; particle size distribution; sulfite-neutral liquor; product.