197343. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mélyfúrási öblítőfolyadékokban alkalmazható környezetkímélő viszkozitáscsökkentő kompozíciók előállítására
3 197343 4 A találmány környezetkímélő viszkozitáscsökkentő kompozíciók előállítására vonatkozik, amelyek mélyfúrási öblítöfolyadékokban használhatók. A találmány szerinti eljárással előállított környezetkímélő kompozíciók a mélyfúrási őblitőfolyadékok Teológiai sajátságait előnyösen befolyásolják a technológiai igényeknek megfelelően. Ismeretes, hogy a kőolaj- és földgázkutak rotari rendszerű fúrási technológiáihoz különféle öblitőfolyadékokat alkalmaznak, amelyeket a fúrólyuk és a felszíni tartályok között cirkuláltatnak. így például 2 315 931 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban lignoszulfonsav mellett polihidroxi-dikarbonsavakat és krómionokat tartalmazó öblítőfolyadékot ismertetnek. E megoldás hátránya, hogy környezetre ártalmas krómionokat alkalmaznak. A 3 544 460 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint lignoszulfonátok kétlépéses oxidálását ismertetik, igen bonyolult technológiát alkalmazva. A mélyfúrási gyakorlatban általánosan elfogadott öblitőfolyadék-paraméterek a 180 822 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásból ismerhetők meg, mely leírásban krómtartalmú, tehát környezetre ártalmas adalékokat ismertetnek. Ismeretes, hogy a technika jelenlegi állása szerint mélyfúrási őblitőfolyadékok Teológiai paramétereit szabályozó adalékként csersavat (tannin, m-digalluszsav, összegképlete ChHioOs), illetve tűlevelű és lombos fék - kémiailag egyértelműen meg nem határozott - ligninjének vagy - szénülés után - huminsavtartalmának átalakításából vagy közvetlen felhasználásából nyert króm(III)- vagy vas(III)- vagy króm(III)- és vas(III)-lignoszulfonátok, vagy króm(III)-humátok alkalmasak. Az alapanyagokat, a lignoszulfonát alkáli- és alkáliföldfémsóit, (melyek a papírgyártás vagy cellulózgyártás melléktermékében találhatók), valamint a huminsav alkáli- és alkáliföldfémsóit (ezek a barnaszén, a lignit vagy tőzeg alkáli- vagy alkáliföldfém-hidroxiddal vizes közegben végzett feltárásával állíthatók elő) króm(lll)- és/vagy vas(III)-sökkal reagáltatják (lásd például a 2 491 437, 3 087 923, 3 095 409 és- a 3 009 874 számú amerikai egyesült államokbeli, az 1 183 874 számú német szövetségi köztársaságbeli vagy a 164 921 számú magyar szabadalmi leírást). A világ olajbányászatában legjobban elterjedt, ilyen típusú viszkozitáscsökkenlö adalékok közé tartozik a Q-broxin márkanevű ferro-króm-lignoszulfonát (Báróid cég, Amerikai Egyesült Államok), a Spersene márkanevű ferro-króm-lignoszulfonát és az XP-20 márkanevű króm-humát (mindkettőt az amerikai egyesült államokbeli Dresser-Magcobar cég forgalmazza). Néhány éve hazánkban is alkalmazzák a ferro-króm-glükonétot (lásd a 180 822 számú magyar szabadalmi leírást). Az ismertetett megoldások közős hátránya az, hogy komplexben kötött nehézfémionokat - elsősorban a króm(III)-ionokat - tartalmaznak. A környezetvédelem szempontjából fontos célkitűzés, hogy a nehézfémionok - elsősorban a króm(III)-ion - helyettesítését megoldják a mélyfúrási, a műcserző - és egyéb ipari adalékanyagokban. A feladat rendkívül nehéz, mert a króm(III)-íon olyan speciális és kivételes tulajdonságokat kölcsönöz a szóban forgó komplexeknek, amelyek az idevonatkozó szakirodalomban leírtak alapján más fémionnal nem oldhatók meg. Azt találtuk, hogy a fenti célkitűzést úgy l iztosíthatjuk, hogy a) - szárazanyagra számítva - egyenként véve 20-250 tömegrész vas(II)-lignoszulfét, vas.(II)-lignoszulfonét, aluminium(III)-lignoszwlfát, alumínium(III)-lignoszulfonát, vas(Ií)-glükonát, alumínium(IlI)-glükonát, alkálifém-lignoszulfét, alkálifém-lignoszulfonát, kulcium-lignoszulfonát, kalcium-glükonát, vas(ll)-humát, alkálifém-humát, nátrium-pirofoszfát, nátrhun-tripolifoszfát komponensek közül legalább négy - azzal a megkötéssel, hogy aluminiumsókat és pirofoszfétot vagy tripe Íjfoszfátot egyidejűleg nem használunk - 10-50 tömeg% koncentrációjú vizes oldatát 50 °C és 120 °C közötti hőmérsékleten tartjuk 1-2 órán át, majd a reakcíóelegyet kívánt esetben porlasztva szárítjuk, vagy b) - szárazanyagra számítva - egyenként véve 20-250 tömegrész alkálifém-lignoszulfát, alkálifém-lignoszulfonát, kalcium-lignoszulfonát és nátrium-humát komponensek 400-500 kg/m3 koncentrációjú oldatából legalább egyet 20-100 tömegrész - szárazanyagra számítva - mono- vagy diszachariddal vizes oldatban elegyítünk, majd az elegyet 10- -120 °C hőmérsékleten oxidálószerrel, célszerűen alkálifém-hipoklorittal, földalkálifém-hipol lorittal, hidrogén-peroxiddal vagy salétromsavval oxidáljuk, ez után a reakcíóelegyet 10C-120 °C hőmérsékletre hevítjük, és 20-50 tömegrész vas(II)-, vas(III)- vagy alumínium(Iir)-szulfátot és/vagy -kloridot adunk hozzá, a reakcíóelegyet 0,5-2 órán át forráshőmérsékleten tartjuk és kívánt esetben semlegesítés után porlasztva szárítjuk. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás mélyfúrási öblítőfolyadékokban alkalmazható környezetkímélő viszkozitáscsökkentő kompozíciók előállítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a) - szárazanyagra számítva - egyenként véve 20-250 tömegrész vas(II)-lignoszulfát, vas(II)-lignoszulfonát, aluminium(III)lignoszulfát, aluminium(III)-lignoszulfonát, vas(II)-glükonát, alumínium(III)-glükonát, alkálifém-lignoszulfát, alkálifém-lignoszulfonát, kalcium-lignoszulfonát, kalcium-glükonát, vas(II)-humét, alkálifém-humát, nátrium-piro-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
