Показана актуальность создания термо- и солестойких реагентов для бурения скважин. Рассмотрены некоторые способы получения таких добавок из модифицированных технических лигнинов
бурение скважин, буровой реагент, лигнин, химическая модификация, лигносульфоновые кислоты, лигнополимеры
Бурение скважин проходит, как правило, при повышенных температурах. Так, температура в стволах скважин Ковыктинского газоконденсатного месторождения может достигать 60 оС. Поэтому, буровые растворы, использующиеся при бурении на нефть и газ в Восточной Сибири (Лено-Тунгусская нефтегазоносная провинция) должны обладать устойчивостью к температурному воздействию [1]. Длительное воздействие таких температур приводит к термодеструкции буровых растворов и отрицательно сказывается на их свойствах. Присутствующие в пластах катионы двух- и трехвалентных металлов (чаще всего кальция) химически связываются с компонентами буровых растворов (например, с SO3Na группой лигносульфонатов), превращая последние в нерастворимые соединения, выпадающие в осадок, что ухудшает эксплуатационные показатели растворов и время их работоспособности.
Существуют потенциальные возможности получения термостойких буровых реагентов из технических лигнинов, что обусловлено высоким содержанием органических веществ и стабильным составом последних.
Для регулирования вязкости и фильтрации буровых растворов разработаны полианионные лигниновые реагенты, не содержащие древесного сахара, и являющиеся ароматическими сульфированными лигнинами с термостойкостью до 204 оС.
Термостойкость бентонитовых буровых растворов на основе водорастворимых лигносульфоновых кислот (ЛС) можно повысить добавлением смеси дизельного топлива и поверхностно активных веществ ионогенного типа, либо гомо- и сополимеров малеинового ангидрида, стирола, крахмала [2]. При смешении водных растворов лигносульфоната натрия и полиакриламида получают термостойкую композицию, вязкость которой за 15 суток выдержки при 80 оС снижается всего на 15 %. Буровые реагенты с повешенной термостойкостью получены конденсацией окисленных ЛС с формальдегидом в кислой среде. Повышение термостойкости лигносульфонатного бурового раствора наблюдается при введении оксида марганца, соединений бора или сульфида железа, комплексных соединений нитрогуминовых кислот с солями титана и кремния.
Повышенной устойчивостью к коагулирующему действию раствора CaCl2 обладают реагенты-добавки к промывочным жидкостям, полученные сульфометилированием нитролигнина. Описан способ получения кислотно-солеустойчивого водорастворимого алкоксилированного лигнинового реагента, заключающийся в поэтапном сульфатировании серным ангидридом, фосфатировании оксидом фосфора или ортофосфорной кислотой, карбоксиметилировании хлоруксусной кислотой алкоксилированного щелочного лигнина по свободным ОН группам. Реагент-стабилизатор для минерализованного бурения получен при водно-щелочном гидролизе смеси ЛС с 7-16 % полиакрилонитрила [3]. Повышение солестойкости лигнинсодержащих буровых растворов также наблюдается при добавлении сульфированных гуматов, окси- и сульфоалкиловых эфиров целлюлозы [4].
Создание термо- и солестойких буровых реагентов приобретает все большую актуальность в связи с увеличением интенсивности бурения, глубин проходки и необходимостью бурения в условиях агрессивных сред. Использование с этой целью модифицированных технических лигнинов позволит улучшить экологическую ситуацию в регионе.
1. Крипак, П.А. Лигнин - отход при производстве целлюлозы и ценное химическое сырье / П.А. Крипак, С.А. Щербин // Сборник научных трудов АГТА. - 2014. - С. 145-148.
2. Martinko, B. Determination of Thermal Stability of Polymers for Water Base Muds // B. Martinko // Nafta. - 1987. Vol. 38, № 11-12/ P. 679-685.
3. А.С. № 1377288 СССР, МПК C 09 K 7/02. Реагент-стабилизатор для ми-нерализованного бурового раствора и способ его получения : № 4071715/23-03 : заявл. 31.03.1986 : опубл. 29.02.1988 / Яременко В. А. и др. ; заявитель ИКХХВ им. А. В. Думанского АН УССР. - 16 с. : ил. - Текст : непосредственный.
4. Химия и технология эфиров целлюлозы : сб. науч. тр. / НИИ техн.-экон. исслед. "НИИТЭхим", ВНИИ синтет. смол. - М. : ВНИИСС. 1981. - 107 с.
