一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂，包括如下质量份的原料：清水100～120份，酶解木质素20～30份，甲醛10～20份，磺化剂0.7～1.0份；所述酶解木质素为辣根过氧化物酶酶解木质素。本发明专利技术钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂相对分子量为2

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石油工业
，尤其是涉及一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济的飞速发展，浅部中部地层的石油开采已经不能满足人们日常生活和生产的需要，向深部地层和海洋发展已刻不容缓。随着油井深度的不断加深，所遇到的地层条件更加复杂，开采石油的难度也相应增大，对钻井液也提出了更高的要求。钻井液降滤失剂是油气田钻井中最重要的处理剂之一，在钻井液处理剂中占有重要地位。
[0003]木质素是植物体内普遍存在的一类芳香型高聚物，是仅次于纤维素的植物界第二丰富的有机高聚物，在木材中含量一般为20％
‑
40％，禾本科植物中含量为15％
‑
25％，木质素分子中含油丰富的芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基和共轭双键等多种活性官能团。木质素来源丰富，为可再生资源，据估计，全球每年产量约为6
×
105亿吨，是自然界能够提供可再生芳香基化合物的非石油资源，且具有可降解、无毒的优点，被视为优良的环保型化工原料。
[0004]木质素磺酸盐是一类电解质，它是由天然木质素的造纸黑液直接分离或经磺化改性而得到。根据制浆工艺不同，可得到酸木质素(酸制浆法)和碱木质素(烧碱制浆)两大类。在碱法制浆过程中，氢氧化物以及氢硫化物与木质素反应，导致释放出来的木质素分子被大量的碎片化，通过离心分离成低相对分子质量的产品，其相对分子质量约在1000～2000之间，磺化度约为0.3～1.0，通常用作钻井液稀释剂。
[0005]相对分子质量是影响处理剂性能的主要因素，相对分子质量的增加，使分子的运动受阻，处理剂降失水作用会提高。一般来讲，相对分子质量在3000左右时是稀释剂，相对分子质量5
×
104～20
×
104时，降滤失明显，相对分子质量大于300
×
104时，是良好的增粘剂。
[0006]碱木质素由于含有羟基、酚羟基、羰基等活性基团，具备对其进行分子改性从而增加水溶性、增大分子量，并协同木质素本身空间结构应用于钻井液降滤失剂的可能性。2011年，陈刚等人通过木质素磺酸钙LS与甲醛、伯/仲胺的曼尼希反应制备了木质素磺酸钙曼尼希碱LM，再与杂聚糖SJ反应制备出了聚糖
‑
木质素SL。对加有0.3％SL的钻井液在180℃下热滚24h后，其API滤失量在12.7～22.2mL之间，滤失量较大，但依然具有一定降滤失作用。虽然化学改性，如接枝共聚等可以提高木质素磺酸盐的分子量，但是大量化学试剂的使用将不可避免地导致环境污染。
[0007]因此，采用更环保的酶法对木质素磺酸盐进行改性，开发分子量适宜、无污染、价格低廉的钻井液降滤失剂，对于降低钻井液成本，减少环境污染具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂，本专利技术能提供的辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂分子量适宜，抗温、抗盐、可生物降解。
[0009]本专利技术提供了一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂，包括如下质量份的原料：
[0010]清水100～120份，酶解木质素20～30份，甲醛10～20份，磺化剂0.7～1.0份；
[0011]所述酶解木质素为辣根过氧化物酶酶解木质素。
[0012]优选的，所述辣根过氧化物酶酶解木质素具体制备方法如下：
[0013]木质素、水和辣根过氧化物酶混合，调节pH值，加入双氧水，酶解反应；反应后加热使得酶失活，冷却，过滤，得到辣根过氧化物酶酶解木质素。
[0014]优选的，所述木质素和辣根过氧化物酶的质量比为1000:(5～10)；所述调节pH值为调节pH值为6.0；所述酶解温度为25～40℃；所述酶解时间为5～8h。
[0015]优选的，所述辣根过氧化物酶酶活定义为在30℃条件下，pH＝6.0的磷酸盐缓冲液中每分钟氧化1μmol 2,2
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连氮基
‑
二(3
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乙基苯并二氢噻唑啉
‑6‑
磺酸(ABTS)所需要的酶量为一个活力单位，即1U。
[0016]优选的，所述辣根过氧化物酶的酶活力为160U以上；优选为200U以上；更优选为300U以上。
[0017]优选的，所述木质素为磺化碱木质素、木质素磺酸钠或粗木质素磺酸钠中的一种或几种。
[0018]优选的，所述甲醛为多聚甲醛；所述多聚甲醛的聚合度为8～12；所述磺化剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的一种或几种。
[0019]本专利技术提供了一种上述技术方案任意一项所述钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂的制备方法，包括：
[0020]将水、酶解木质素、甲醛和磺化剂加热反应，进一步升温反应，冷却，即得。
[0021]优选的，所述加热反应的温度为60～90℃；所述加热反应的时间为30～60min；所述升温反应的温度为100～110℃；所述升温反应的时间为5～6h。
[0022]优选的，所述反应在搅拌的条件下进行；所述搅拌速度为200rpm～300rpm。
[0023]与现有技术相比，本专利技术提供了一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂，包括如下质量份的原料：清水100～120份，酶解木质素20～30份，甲醛10～20份，磺化剂0.7～1.0份；所述酶解木质素为辣根过氧化物酶酶解木质素。本专利技术钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂相对分子量为2
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104～5
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104，性能优良，抗温可达200℃，基浆中抗盐30％，与各种钻井液处理剂配伍性好。本专利技术钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂合成原料绿色、来源广，性价比高，产品具有良好的生物降解能力，生物毒性低，环保性能优良。本专利技术提供的钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂采用酶法工艺合成，制备条件温和，工艺简单，无二次污染产生。
附图说明
[0024]图1辣根过氧化物酶改性木质素反应路径；
[0025]图2本专利技术实施例1改性过程中木质素酚羟基含量与分子量关系；
[0026]图3本专利技术实施例1改性前后木质素红外吸收光谱IR谱图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0028]本专利技术的目的是提供一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂及其制备方法，本专利技术提供的钻井液用辣根过氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用辣根过氧化物酶改性木质素降滤失剂，包括如下质量份的原料：清水100～120份，酶解木质素20～30份，甲醛10～20份，磺化剂0.7～1.0份；所述酶解木质素为辣根过氧化物酶酶解木质素。2.根据权利要求1所述的降滤失剂，其特征在于，所述辣根过氧化物酶酶解木质素具体制备方法如下：木质素、水和辣根过氧化物酶混合，调节pH值，加入双氧水，酶解反应；反应后加热使得酶失活，冷却，过滤，得到辣根过氧化物酶酶解木质素。3.根据权利要求2所述的降滤失剂，其特征在于，所述木质素和辣根过氧化物酶的质量比为1000:(5～10)；所述调节pH值为调节pH值为6.0；所述酶解温度为25～40℃；所述酶解时间为5～8h。4.根据权利要求2所述的降滤失剂，其特征在于，所述辣根过氧化物酶酶活定义为在30℃条件下，pH＝6.0的磷酸盐缓冲液中每分钟氧化1μmol2,2
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连氮基
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二(3
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乙基苯并二氢噻唑啉
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磺酸(ABTS)...

【专利技术属性】
技术研发人员：位华，单海霞，周启成，周亚贤，梁志红，肖晖，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：