一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法，是由木质素磺酸盐、焦亚硫酸盐、苯酚或其非邻位取代衍生物、甲醛在碱性物质存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物，其中木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种，焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的至少一种，苯酚或其非邻位取代衍生物为苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、2,4

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种钻井液用助剂及其制备方法，特别是涉及一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着深层油气勘探开发力度的加大，钻探地层状况也越来越复杂，通常井越深，井下压力和温度就越高，钻井固井所面临的困难就越大。磺甲基酚醛树脂（SMP）是目前国内外广泛使用的一种油田钻井液用化学处理剂，其液态为棕红色粘稠状物，固态为棕红色粉末，易溶于水，具有良好的热稳定性、表面活性、润湿、乳化、分散和固着性，主要用在深井盐水或饱和盐水体系中，用作抗温、抗盐降滤失剂。作为目前最理想的高温高压深井钻井液体系之一，尽管磺甲基酚醛树脂的生产工艺已经成熟，但其生产成本仍然较高。对于中深井而言，则不利于钻井成本的降低，因此亟需提供一种性能指标满足中深井技术要求，生产成本也较低的钻井液用磺甲基酚醛树脂。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，具有良好的降失水和防塌作用、抗高温高压和抗饱和盐性，与多种钻井处理剂的相容性好，同时生产成本较低，广泛适用于中深井、斜井等复杂井况。
[0004]本专利技术的另一个目的在于提供一种钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，其制备方法简单，易于工业化生产，能有效降低中深井钻井成本。
[0005]本专利技术通过下述的技术方案来实现：一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，是由木质素磺酸盐、焦亚硫酸盐、苯酚或其非邻位取代衍生物、甲醛在碱性物质存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物；参与上述反应的各原料重量份数如下：木质素磺酸盐18
‑
25份、焦亚硫酸盐9.5
‑
12.5份、苯酚或其非邻位取代衍生物8
‑
15份、甲醛22
‑
28份、碱性物质10
‑
15份、水85
‑
105份。
[0006]作为本专利技术技术方案的进一步优化，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种。
[0007]作为本专利技术技术方案的进一步优化，所述焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的至少一种。
[0008]作为本专利技术技术方案的进一步优化，所述苯酚或其非邻位取代衍生物为苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、2,4
‑
二甲基苯酚、3,5
‑
二甲基苯酚中的至少一种。
[0009]作为本专利技术技术方案的进一步优化，所述碱性物质为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三烷基胺中的至少一种。
[0010]上述钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，包括制备基料和制备磺甲基酚醛树脂
两个阶段；所述制备基料阶段包括如下步骤：（1）将60
‑
70份的水和10
‑
15份的碱性物质依次加入反应釜中，在机械搅拌下加热回流0.5
‑
1.5 h；（2）在搅拌下将18
‑
25份的木质素磺酸盐加入步骤（1）的反应体系中，继续加热回流0.5
‑
1.5 h；（3）在搅拌下将2
‑
2.5份的焦亚硫酸盐加入步骤（2）的反应体系中，继续加热回流1
‑
3 h；（4）将步骤（3）的反应体系冷却至室温并静置12
‑
36 h以后，用25
‑
35%浓度的步骤（1）所述的碱性物质溶液调节反应体系的pH值至9.3
‑
9.8之间；（5）将步骤（4）的反应体系重新升温至90
‑
110℃，加压至表压0.1 MPa并维持至少1 h，然后恢复至常压，得到基料备用；所述制备磺甲基酚醛树脂阶段包括如下步骤：（6）将28
‑
35份的水和7.5
‑
9.5份的焦亚硫酸盐依次加入反应釜中，机械搅拌使充分溶解；（7）将22
‑
35份步骤（5）所得的基料、8
‑
15份苯酚或其非邻位取代衍生物、23
‑
36份甲醛依次加入步骤（6）的反应体系中，机械搅拌使充分溶解，用25
‑
35%浓度的步骤（1）所述的碱性物质溶液调节反应体系的pH值至9.3
‑
9.8之间；（8）将步骤（7）的反应体系加热回流，同时加压至表压0.28 MPa，维持反应至少3 h，然后恢复至常压，通过喷雾干燥设备进行干燥，即制得所述钻井液用磺甲基酚醛树脂。
[0011]综上所述，与现有钻井液用磺甲基酚醛树脂相比，本专利技术的磺甲基酚醛树脂具有如下优点：（1）有良好的降失水和防塌作用，对稳定体系流变性有特殊效果，改善泥饼质量，改善滤饼的润滑性，对井眼有稳定作用；（2）对中深井、斜井等复杂井况具有良好的高温高压降失水性，抗饱和盐或钙盐的效果显著；（3）与常用的多种钻井处理剂有良好的相容性。可直接用于各种钻井液体系中；（4）本专利技术的制备方法简单、生产成本低、易于工业化生产，有利于降低中深井钻井成本。
具体实施方式
[0012]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商的建议条件进行；所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过商业途径购买获得。
[0013]实施例一一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，是由木质素磺酸钙、焦亚硫酸钠、苯酚、甲醛在氢
氧化钠存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物；参与上述反应的各原料重量份数如下：木质素磺酸钙19 kg、焦亚硫酸钠9.5 kg、苯酚8.5 kg、甲醛22 kg、氢氧化钠10.5 kg、水88 kg。
[0014]上述钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，包括制备基料和制备磺甲基酚醛树脂两个阶段；所述制备基料阶段包括如下步骤：（1）将60 kg的水和10.5 kg的氢氧化钠依次加入反应釜中，在机械搅拌下加热回流0.5 h；（2）在搅拌下将19 kg的木质素磺酸钙加入步骤（1）的反应体系中，继续加热回流1.5 h；（3）在搅拌下将2 kg的焦亚硫酸钠加入步骤（2）的反应体系中，继续加热回流2 h；（4）将步骤（3）的反应体系冷却至室温并静置16 h以后，用25%浓度的氢氧化钠溶液调节反应体系的pH值至9.3；（5）将步骤（4）的反应体系重新升温至100℃，加压至表压0.1 MPa并维持1 h，然后恢复至常压，得到基料备用；所述制备磺甲基酚醛树脂阶段包括如下步骤：（6）将28 kg的水和7.5 kg的焦亚硫酸钠依次加入反应釜中，机械搅拌使充分溶解；（7）将22.5 kg步骤（5）所得的基料、8.5 kg的苯酚、23.5 kg的甲醛依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，其特征在于：是由木质素磺酸盐、焦亚硫酸盐、苯酚或其非邻位取代衍生物、甲醛在碱性物质存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物；参与所述反应的各原料重量份数如下：木质素磺酸盐18
‑
25份、焦亚硫酸盐9.5
‑
12.5份、苯酚或其非邻位取代衍生物8
‑
15份、甲醛22
‑
28份、碱性物质10
‑
15份、水85
‑
105份。2.根据权利要求1所述的钻井液用磺甲基酚醛树脂，其特征在于：所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种。3.根据权利要求1所述的钻井液用磺甲基酚醛树脂，其特征在于：所述焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1所述的钻井液用磺甲基酚醛树脂，其特征在于：所述苯酚或其非邻位取代衍生物为苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、2,4
‑
二甲基苯酚、3,5
‑
二甲基苯酚中的至少一种。5.根据权利要求1所述的钻井液用磺甲基酚醛树脂，其特征在于：所述碱性物质为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三烷基胺中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括制备基料和制备磺甲基酚醛树脂两个阶段；所述制备基料阶段包括如下步骤：（1）将60
‑
70份的水和10
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15份的碱性物质依次加入反应釜中，在机械搅拌下加热回流0....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立勋，赵阳，王浩仰，
申请(专利权)人：巴州三元石油助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：