一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法技术

本发明专利技术属于石油化工技术领域，具体涉及一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法，由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份，解决了现有技术中除氧剂存在与钻井液不配伍，影响钻井液性能，或是无法满足钻井液循环过程中的非封闭系统的长效除氧问题，具有在溶液中控制催化剂缓慢释放，持续催化羟胺化合物强氧化剂与钻井液中溶解氧快速反应，达到增强除氧效果和延长除氧时效的目的。

Inclusion type long acting deoxidizer for drilling fluid and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of petrochemical industry, in particular relates to an inclusion type long-acting deoxidizer for drilling fluid and a preparation method thereof, which is made from the following raw materials according to the following mass fractions: inclusion body is 10-15 phr, polyphenol catalyst is 10-15 phr, active component A of hydroxylamine compound is 3-12 phr, active component B of hydroxylamine compound is 3 phr. 12 phr and 50 ~ 65 phr solvents are used to solve the problem that the deoxidizer is incompatible with drilling fluid, which affects the performance of drilling fluid, or can not satisfy the long-term deoxidization problem of non-closed system in drilling fluid circulation process. It can control the slow release of catalyst in solution and continuously catalyze hydroxylamine compound strong oxidizer and drilling fluid. The rapid reaction of dissolved oxygen in well fluid can enhance the deoxygenation effect and prolong the deoxygenation and aging.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法
本专利技术属于石油化工
，具体涉及一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法。
技术介绍
钻井作业过程中金属钻具表面出现不同程度腐蚀现象，研究人员通过分析钻具所接触的腐蚀介质，检测出钻井液中的溶解氧含量最高可达7～8mg/L，高浓度溶解氧溶解氧具有强去极化作用，易造成钻具金属材质的氧去极化腐蚀，以及局部的氧浓差腐蚀，加速钻具表面的坑蚀导致穿孔甚至断裂；另外，溶解氧的存在对其它类型腐蚀，如地层中的酸性气体H2S和CO2的腐蚀起促进作用。抑制氧去极化作用引起的钻具金属腐蚀的措施主要两种：一种是通过添加缓蚀剂，在钻具表面形成保护膜；另一种是添加除氧剂消除腐蚀介质中的溶解氧，彻底抑制氧去极化作用。钻井液动态循环过程中，岩屑及钻井液添加剂会冲刷钻具表面，影响缓蚀剂的沉默效果，因此选择除氧的方式更好。通过实验对比发现，当钻井液中的溶解氧含量降低至1mg/L以下时，腐蚀速率可降低50％以上，当钻井液中的溶解氧含量降低至0.1mg/L时，腐蚀速率能下降90％，因此，降低钻井液中的溶解氧含量是比添加缓蚀剂更直接的防腐措施。目前市场除氧剂产品种类繁多，其中亚硫酸钠是传统的锅炉水除氧剂,具有价格低廉、来源广泛的优点，与金属盐催化剂，例如氯化钴等复配使用，除氧效果增强，但亚硫酸钠与氧的反应速度受pH值、温度等因素影响，不适用于钻井液环境中应用。水合肼除氧效率比亚硫酸钠高，且高温除氧优于低温除氧效果的特点更适合在井底温度环境使用，但因具有毒性已被摒弃。现场生产均无法采用。中国专利技术专利申请号为201110408479.9，申请日期为2011年12月9日的专利申请文件公开了一种钻井液用除氧剂及其制备方法，涉及石油化工
，其组分以质量百分比计包括：肟类20％～30％；胺类10％～20％；钠盐10％～20％；溶剂30％～60％。制备方法：按照所述的质量比例混合搅拌均匀即可制得。该除氧剂通过多种药剂进行复配，协同增效，快速降低钻井液中溶解氧含量，有效解决氧去极化作用引起的钻具腐蚀问题。具有用量小、效率高、制备工艺简单、无毒、无害、对环境无污染等特点。但采用该方法制备的产品在现场应用过程中发现存在问题，钻井液从井眼返出到达地面后，要依次经过振动筛、除砂器、离心机等固相控制设备，最后由泥浆泵泵入钻杆，完成一个循环，固控设备工作时都是未封闭状态，尤其是经过振动筛环节，钻井液与空气充分接触，实际检测发现溶解氧含量在此环节快速升高。说明该种配方除氧剂能快速降低井筒中钻井液中的溶解氧，但不具备缓慢释放长效除氧的特点，所以返回地面后，之前已加入钻井液中但未消耗完的除氧剂将不停的与振动混入的氧气反应，加速了除氧剂的消耗，如果不在钻井液入井前及时补加除氧剂，携带的大量溶解氧将对钻具产生氧去极化腐蚀。所以要维持井眼内环境的低浓度溶解氧，必定要增加生产成本，降低生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中除氧剂存在与钻井液不配伍，影响钻井液性能，或是无法满足钻井液循环过程中的非封闭系统的长效除氧问题。为此，本专利技术提供了一种钻井液用包合型长效除氧剂，由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份。所述包合体为α-环糊精。所述多元酚类催化剂为对苯二酚。所述羟胺化合物的活性成分A为N,N-二乙基羟胺，羟胺化合物的活性成分B为N-异丙基羟胺。所述溶剂为去离子水。所述N,N-二乙基羟胺和N-异丙基羟胺的质量份比为1：1。所述钻井液用包合型长效除氧剂的制备方法包括如下步骤：1)在容器中加入溶剂为45～50份；2)在步骤1)的溶剂中加入包合体为10～15份并同时加热搅拌30min以上至全部溶解；3)在步骤2)的混合溶液中加入羟胺化合物的活性成分A为3～12份并同时搅拌30min以上至全部溶解；4)在步骤3)的混合溶液中加入部分多元酚类催化剂并同时搅拌30min以上至全部溶解；5)在步骤4)的混合溶液中加入羟胺化合物的活性成分B为3～12份并同时搅拌30min以上至全部溶解；6)在步骤5)的混合溶液中加入余量的溶剂和余量的多元酚类催化剂并同时搅拌30min以上至全部溶解；7)将步骤6)的溶液静置30min后，用600目以上滤布过滤出料。所述步骤2)的加热温度为30～50℃。所述步骤4)与步骤6)的多元酚类催化剂的质量比为1:2。本专利技术的有益效果：1)通过引入α-环糊精作为主体，利用包合技术，将多元酚类作为客体填充在α-环糊精管状分子结构中，形成管道状包合物，在溶液中控制催化剂缓慢释放，持续催化羟胺化合物强氧化剂与钻井液中溶解氧快速反应，达到增强除氧效果，延长除氧时效的目的；2)主剂中N-异丙基羟胺与溶解氧的消耗比为3：1，且反应较慢，但和N,N-二乙基羟胺复配，可协同增效，且对苯二酚的溶解可同时催化二者的氧化还原反应，增强除氧效果；3)被α-环糊精包合的客体对苯二酚除可作为N-异丙基羟胺和N,N-二乙基羟胺的催化剂外，自身也是除氧剂，可被钻井液中溶解氧氧化生成对苯醌，进一步增强除氧效果；4)制备步骤简单、反应条件温和，利于工业化生产；5)在钻井过程中，钻井液返回至固控设备中与氧气接触后，即使不用补加除氧剂，实测溶解氧含量仍＜1mg/L。附图说明以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1是现场普通除氧剂除氧效果图；图2是现场长效除氧剂除氧效果图。具体实施方式实施例1一种钻井液用包合型长效除氧剂，由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份。其中，所述包合体为α-环糊精；所述多元酚类催化剂为对苯二酚；所述羟胺化合物的活性成分A为N,N-二乙基羟胺，羟胺化合物的活性成分B为N-异丙基羟胺；所述溶剂为去离子水；所述钻井液用包合型长效除氧剂的制备方法包括如下步骤：1)在容器中加入溶剂为45～50份；2)在步骤1)的溶剂中加入包合体为10～15份并同时加热搅拌30min以上至全部溶解；所述步骤2)的加热温度为30～50℃。3)在步骤2)的混合溶液中加入羟胺化合物的活性成分A为3～12份并同时搅拌30min以上至全部溶解；4)在步骤3)的混合溶液中加入部分多元酚类催化剂并同时搅拌30min以上至全部溶解；5)在步骤4)的混合溶液中加入羟胺化合物的活性成分B为3～12份并同时搅拌30min以上至全部溶解；6)在步骤5)的混合溶液中加入余量的溶剂和余量的多元酚类催化剂并同时搅拌30min以上至全部溶解；7)将步骤6)的溶液静置30min后，用600目以上滤布过滤出料。本专利技术的有益效果：1)通过引入α-环糊精作为主体，利用包合技术，将多元酚类作为客体填充在α-环糊精管状分子结构中，形成管道状包合物，在溶液中控制催化剂缓慢释放，持续催化羟胺化合物强氧化剂与钻井液中溶解氧快速反应，达到增强除氧效果，延长除氧时效的目的；2)主剂中N-异丙基羟胺与溶解氧的消耗比为3：1，且反应较慢，但和N,N-二乙基羟胺复配，可协同增效，且对苯二酚的溶解可同时催化二者的氧化还原反应，增强除氧效果；3)被α-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份。2.如权利要求1所述的钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：所述包合体为α-环糊精。3.如权利要求1所述的钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：所述多元酚类催化剂为对苯二酚。4.如权利要求1所述的钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：所述羟胺化合物的活性成分A为N,N-二乙基羟胺，羟胺化合物的活性成分B为N-异丙基羟胺。5.如权利要求1所述的钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：所述溶剂为去离子水。6.如权利要求4所述的钻井液用包合型长效除氧剂，其特征在于：所述N,N-二乙基羟胺和N-异丙基羟胺的质量份比为1：1。7.如权利要求1-6中任意一项所述的钻井液用包合型长效除氧剂,其特征在于：所述钻井液用包合型长效...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保玉，陈在君，张新发，郭亮，徐军，张军峰，贺华镭，王学静，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61