Methods of chemical modification of technical lignins for obtaining stabilizers and regulators of rheological properties of drilling fluids are considered
drilling of wells, drilling mud, lignin, chemical modification, lignosulfonic acids, lignopolymers
В буровой технологии востребованы буровые растворы (промывочные жидкости). При вращательном бурении буровой раствор, циркулирующий по скважине, подается к забою, омывает его, подхватывает и выносит на поверхность шлам, образующийся при разрушении горной породы.
Для улучшения эксплуатационных характеристик и придания промывочным жидкостям нужных качеств широко применяются стабилизаторы и регуляторы реологических свойств. Такие добавки эффективно уменьшают водоотдачу буровых растворов и позволяют эффективно регулировать их структурно-реологические свойства. Нами рассмотрена возможность получения таких добавок на основе лигнополимеров (ЛП) и композиций на их основе.
В качестве добавок, снижающих водоотдачу буровых растворов, можно использовать лигноформальдегидные полимеры, получаемые щелочным сульфированием лигнина сернистокислым натрием в присутствии железосинеродистого калия с образованием водорастворимых лигносульфоновых кислот (ЛС) и последующей обработкой формалином при 75-85 оС [1].
Добавки лигносульфоната (ЛС) и привитого сополимера 2-пропенамида и к бентонитовому буровому раствору изменяют свойства бурового шлама, снижая точку текучести, устойчивость геля и объем фильтрата. Промывочные жидкости с повышенными эксплуатационными свойствами получены на основе ЛС, освобожденных ультрафильтрацией от остатков сахаров, а также на основе ЛС, содержащих добавки гуминовых кислот, солей хрома, железа, сурьмы, титана и щелочных металлов [2].
Для стабилизации свойств буровых глинистых растворов рекомендуется реагент на основе ЛС натрия [3]. Эффективными стабилизаторами глинистых суспензий являются окисленные лигносульфонаты, частично замещенные ионами железа и алюминия [4], а также частично фенолированные в присутствии водорастворимых солей железа.
Промывочная жидкость с нулевым суточным отстоем и низкой фильтрацией получается при добавлении в буровой раствор композиции, включающей полиакриламид, акрилонитрильный лигносульфонат и кремнийорганическую жидкость [5]. Хорошими суспендирующими (диспергирующими) свойствами в составе буровых растворов обладают привитые сополимеры сульфатного лигнина с амидоэтиленом и композиция на основе ЛС кальция, обработанного формальдегидом с добавками известкового молока и растворенных в легких нефтепродуктах высших спиртов.
В качестве эффективного загустителя глинистых растворов используется композиция из ЛП и гидролизованного полиакриламида. Окисленный нитролигнин с добавками хлорлигнина, графита и других компонентов можно использовать для уменьшения вязкости. Хорошими присадками к буровым растворам могут служить натрий- и хромлигносульфонаты совместно с добавками натриевых, кальциевых и аммонийных солей акриловой кислоты [6].
Анализ литературных данных подтверждает возможность использования лигнинов для получения регулирующих добавок к буровым растворам.
1. A.S. № 566862 SSSR, MPK C09K7/02. Sposob polucheniya lignosul'fonatnogo reagenta dlya burovyh rastvorov : № 2063989 : zayavl. 04.10.1974: opubl. 30.07.1977/ Zabramnyy D.T. i dr.; zayavitel' IH AN UzSSR. - 6 s.
2. Patent № 4728727 SShA, MPK C 08 H 6/00. Modified lignosulfonate drill-ing fluid dispersants and process for the preparation thereof : zayavl. 28.01.1987 : opubl. 01.03.1988/Marten Reintjes, Craig D. Marken; zayavitel' Rayonier Inc. - 9 s.
3. Ispol'zovanie sul'fitnyh schelokov i predgidrolizatov v narodnom hozyaystve: Sb. nauch. tr. / Redkol.: A. V. Uglickih (otv. red.) i dr. - Leningrad ; Perm' : Perm. fil. VNIIB, 1985. - 148 s.
4. Povyshenie effektivnosti bureniya i ispytaniya poiskovyh i razve-dochnyh skvazhin: Sb. nauch. tr. / Pod red. I.M. Timohina, I.D. Simonenkova. - Moskva: VNIGNI, 1985. - 191 s.
5. A.S. № 1423547 SSSR, MPK C 09 K 7/00. Reagent dlya obrabotki buro-vogo rastvora i sposob ego prigotovleniya : № 4107817 : zayavl. 18.06.1986 : opubl. 15.09.1988 / Eveckiy V.A. dr. ; zayavitel' YuPGO «Yuzhgeologiya». - 6 s.
6. Sharma, S.M. Conversion of Spent Sulfite Liquor into Chromium Lignosulfonates and Its Evaluation as a Drilling Fluid Additive / S.M. Sharma, Yen Ten Fu, G.V. Chilingarian // Energy Sources. - 1986. - Vol. 8, № 2-3. - P. 153-176.
