高电阻率降滤失剂及其制备方法技术

高电阻率降滤失剂及其制备方法，属于石油工业钻井液处理剂技术领域。它包括如下重量配比的原料组成：褐煤３０～６０重量份，氢氧化钠３～８重量份，甲醛７～１３重量份，顺丁烯二酸酐或环氧丙烷６～１０重量份，引发剂７～１５重量份，磺化剂７～１１重量份，非离子表面活性剂５～９重量份。本发明专利技术还提供了该高电阻率降滤失剂的制备方法。该高电阻率降滤失剂能有效降低泥浆失水，保证钻井泥浆体系的无固相状态的同时，有效提高钻井液体系的电阻率，能使井测顺利进行，可替代钻井液中加入石油提高电阻率的操作，节约成本并减少对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
高电阻率降滤失剂及其制备方法
本专利技术属于石油工业钻井液处理剂
，具体涉及一种以褐煤等为原料络合而成的具有高电阻率的降滤失剂。
技术介绍
在石油钻井作业中，需要加入降滤失剂，以形成无固相的钻井泥浆体系，降低失水，保护油层不受泥浆的污染，提高钻速，降低钻井成本。上世纪七十年代美国曾报导了由苯酚、尿素、甲醛、亚硫酸盐及其它改性组分三聚氰胺、水杨酸、苯甲酸、邻苯二甲酸等合成的聚合物降滤失剂，然而由于合成方法和纯聚合物存在加水控制缩合过程，这一缩合过程难以控制，并存在成本高、抗温性能差的缺点，实际上并没有得到广泛的应用。上世纪八十年代，我国研制的褐煤树脂钻井液降滤失剂主要以磺甲基化腐殖酸钠、磺甲基酚醛树脂和磺甲基解聚丙烯腈为原料，经过将褐煤常压抽提、沉降排渣、蒸发浓缩，再经磺化并与酚醛树脂进行接枝聚合得到。随着石油开采业的发展，我国研制开发了多种以褐煤或者腐殖酸钠为主要原料的降滤失剂，多为以腐殖酸活性中间体、水溶性聚丙烯腈铵盐复聚物和/或水溶性碳酰胺树脂为原料制备的聚合物。目前石油钻井所使用的降滤失剂中均含有大量的无机盐抑制剂成分，这导致整个钻井液的电阻率偏低，在完井电测时，各种测井设备无法正常使用。通常油田钻井作业时采用在钻井液中添加3～5吨原油等措施来提高钻井液的电阻率，保证测井作业。这样不仅增加了钻井成本，浪费了宝贵的石油资源，同时还会严重污染环境，导致废钻井液的处理成本升高。而现有的降滤失剂的研究方向主要是解决有机降滤失剂抗高温性能差的问题，并没有将提高降滤失剂的电阻率作为重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较高的电阻率、性能优良的石油钻井用降滤失剂，解决了现有降滤失剂电阻率低的缺点。本专利技术采用的技术方案如下：一种高电阻率降滤失剂，其特征在于它包括如下重量配比的原料组成：褐煤30～60重量份，氢氧化钠3～8重量份，甲醛7～13重量份，顺丁烯二酸酐或环氧丙烷6～10重量份，引发剂7～15重量份，磺化剂7～11重量份，非离子表面活性剂5～9重量份。-->所述的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化钾。所述的磺化剂包括焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。所述的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯羧酸酯或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。该高电阻率降滤失剂的制备方法，其特征在于将30～60重量份的褐煤和3～8重量份的氢氧化钠放入水中经110～140℃高温蒸煮2～3小时，然后降温沉淀，取上清液放入反应罐中，加入7～13重量份的甲醛、7～11重量份的磺化剂，升温到140～150℃，反应2～3小时，然后降温并加入6～10重量份的添加剂顺丁烯二酸酐或环氧丙烷和7～15重量份的引发剂，保温在70～90℃进行络合反应1.5～2.5小时，最后降温到40℃以下加入5～9重量份的非离子表面活性剂，搅拌均匀，经干燥得到颗粒状的高电阻率降滤失剂。该制备方法中所述的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化钾。该制备方法中所述的磺化剂包括焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。该制备方法中所述的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯羧酸酯或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。聚氧乙烯羧酸酯类非离子表面活性剂为常规的市售非离子表面活性剂，在各行各业中已经得到广泛的应用。例如聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯(吐温80)、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯(吐温60)等等。褐煤可分为年轻褐煤和老褐煤两类，其密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高，常达15～30％左右。化学反应性强，热稳定性差。年轻褐煤的腐殖酸含量高于老褐煤，本专利技术采用的褐煤可以是老褐煤也可以是年轻褐煤，优选腐殖酸含量高的年轻褐煤。本专利技术制备的高电阻率降滤失剂为高分子络合物与非离子表面活性剂的混合物，它含极少量的无机盐组分，在有效提高钻井液的降滤失效率的同时，有效提高了钻井液的电阻率。褐煤和氢氧化钠经过高温蒸煮后生成腐殖酸钠，经过沉淀后的上清液中含有几乎全部的腐殖酸活性成分，经与甲醛、磺化剂进行磺化后再与顺丁烯二酸酐或环氧丙烷在引发剂的作用下进行络合反应生成有机大分子络合物。该反应产物和非离子表面活性剂混合均匀后，经过喷雾干燥或其他干燥方法制成粉状成品。本专利技术的有益效果在于，该高电阻率降滤失剂在有效降低泥浆失水，保证钻井泥浆体系的无固相状态的同时，有效提高了钻井液体系的电阻率，能使井测顺利进行，可替代钻井液中加入石油提高电阻率的操作，节约成本并减少对环境的污染。-->具体实施方式实施例1按如下重量配比选取原料：云南省产年轻褐煤47.2kg，氢氧化钠5.8kg，甲醛10.3kg，顺丁烯二酸酐8.7kg，磺化剂焦亚硫酸钠9.6kg，引发剂过硫酸铵11.0kg，非离子表面活性剂聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯(吐温60)6.4kg。将褐煤和氢氧化钠投入到120kg水中，在110～140℃的高温下蒸煮2～3小时，反应生成腐殖酸钠，降温沉淀，然后取上清液放入反应罐中，加入甲醛和磺化剂焦亚硫酸钠，升温到140～150℃进行磺化反应2～3小时，然后降温到40℃，加入顺丁烯二酸酐和过硫酸铵引发剂，保温在70～90℃范围内进行络合反应1.5～2.5小时，得到含有机大分子络合物的混合物。降温到30℃，然后加入非离子表面活性剂聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯，搅拌30分钟混合均匀，将混合放入储料罐中，进行喷雾干燥，得到颗粒状的该高电阻率降滤失剂。该高电阻率降滤失剂的性能指标如下：外观为黑色颗粒，质量百分比浓度为1％的水溶液的电阻率≥13Ωm，API≤8ml，HTHP≤25ml，用ZNN-06型旋转粘度计测定的粘度值≤20。加入该降滤剂到泥浆中的质量百分比浓度为3％时的电阻率≥14.7Ωm，API≤7ml，HTHP≤23ml，测定的粘度值≤15。以山东省胜利油田0567#油井的钻井泥浆为实验钻井液，在泥浆中加入质量百分比浓度为3％的该高电阻率降滤失剂，用钻井液电阻率测量仪测定的电阻率为14.7Ωm。在另一组泥浆中加入质量百分比浓度为6％的石油和5％的北京延庆产型号为HNPH的防滤失剂，测定的性能数据为电阻率为6.4Ωm。实施例2按如下重量配比选取原料：云南省产年轻褐煤60.0kg，氢氧化钠3.0kg，甲醛13.0kg，环氧丙烷10.0kg，磺化剂亚硫酸钠7.0kg，引发剂过硫酸钾7.0kg，非离子表面活性剂聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯(吐温80)5.0kg。将褐煤和氢氧化钠投入到60kg水中，在110～140℃的高温下蒸煮2～3小时，反应生成腐殖酸钠，降温沉淀，然后取上清液放入反应罐中，加入甲醛和磺化剂亚硫酸钠，升温到140～150℃进行磺化反应2～3小时，然后降温到40℃，加入环氧丙烷和过硫酸钾引发剂，保温在70～90℃范围内进行络合反应1.5～2.5小时，得到含有机大分子络合物的混合物。降温到30℃，然后加入非离子表面活性剂聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯，搅拌30分钟混合均匀，将混合放入储料罐中，进行喷雾干燥，得到颗粒状的该高电阻率降滤失剂。经测定该高电阻率降滤失剂能够有效提高钻井液的电阻率并具有优良的降滤失效果。实施例3按如下重量配比选取原料：云南省产年轻褐煤30.0kg，氢氧化钠8.0kg，甲醛17.0kg，环氧丙烷6.0kg，磺化剂亚硫酸氢钠11.0kg，非离子表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电阻率降滤失剂，其特征在于它包括如下重量配比的原料组成：褐煤３０～６０重量份，氢氧化钠３～８重量份，甲醛７～１３重量份，顺丁烯二酸酐或环氧丙烷６～１０重量份，引发剂７～１５重量份，磺化剂７～１１重量份，非离子表面活性剂５～９重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高电阻率降滤失剂，其特征在于它包括如下重量配比的原料组成：褐煤30～60重量份，氢氧化钠3～8重量份，甲醛7～13重量份，顺丁烯二酸酐或环氧丙烷6～10重量份，引发剂7～15重量份，磺化剂7～11重量份，非离子表面活性剂5～9重量份。2.根据权利要求1所述的高电阻率降滤失剂，其特征在于所述的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化钾。3.根据权利要求1所述的高电阻率降滤失剂，其特征在于所述的磺化剂包括焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。4.根据权利要求1所述的高电阻率降滤失剂，其特征在于所述的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯羧酸酯或聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。5.权利要求1所述的高电阻率降滤失剂的制备方法，其特征在于将30～60重量份的褐煤和3～8重量份的氢氧化钠放入水中经110～140℃高温蒸煮2～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，段方田，艾双，
申请(专利权)人：北京天合富华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]