一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁及其制备方法，属于钻井液用降粘剂技术领域。本发明专利技术提供的改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁是由经过改性后的栲胶与丙烯酸

【技术实现步骤摘要】
一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钻井液用降粘剂
，具体涉及一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源资源消耗量的持续增加，以及油气勘探、开发技术的提高，深井钻探需求日益凸显。深井井底地质情况复杂，温度越来越高、压力越来越大。井底深部高温带来的钻井液粘度增加、流变性变差等问题，致使降粘剂成为不可缺少的钻井液处理剂之一。目前常用的降粘剂在高温下容易失效，且耐盐性较差，不能满足深井钻探的需要。现有的单一的降粘剂产品也不能满足目前钻井的要求，通常采取增加降粘剂的量或者与其他的多种降粘剂产品混合使用的方法，但是这样做必然会导致钻探成本的增加。针对目前钻井液降粘问题，研发低成本、环保、适用于抗高温高盐的复合型降粘剂是现阶段面临的亟须解决的技术问题。
[0003]栲胶是复杂的天然化合物的混合物，主要成分是分子量为500
‑
3000的多元酚类化合物单宁，还含有非单宁和不溶物，由各种树皮和植物原料如红柳根、橡椀、落叶松、杨梅、柚柑及木麻黄等经浸提和浓缩等加工制得的产品。栲胶原料丰富，制作工艺简单，环保无污染。在石油工业中，大量难降解的合成高分子材料会给环境造成一定程度的污染，使用天然含多元酚的栲胶改性代替苯酚等原料制备钻井液添加剂，所制得的产品中无重金属，更符合环保的要求，还能够有效避免钻井过程中地下水和土壤被重金属污染的情况。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁及其制备方法，本专利技术提供的改性栲胶钻井液用复合降粘剂具有显著提高钻井液降粘率和高温稳定性，同时还可以具有一定的降滤失和防塌作用，而且配伍性好，可与多种处理剂配合使用。
[0005]本专利技术提供了一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁，包括以下步骤：
[0006]S1、丙烯酸
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丙烯酰胺多元共聚物的合成
[0007]在反应容器中将自来水、丙烯酸、丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、亚硫酸氢钠按照1200～1300：600～650：75～85：275～325：25～35的质量比混合搅拌均匀，在90～95℃反应条件下，合成丙烯酸
‑
丙烯酰胺多元共聚物，备用；
[0008]S2、栲胶的改性
[0009]S2
‑
1、栲胶单宁酸混合液的配制
[0010]将氢氧化钠、橡椀栲胶、落叶松栲胶、五倍子单宁酸、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠与自来水按照300～340：300～350：275～300：175～200：275～300：125～150：1400～1600的质量比混合，搅拌均匀，得到栲胶单宁酸混合液，备用；
[0011]S2
‑
2、络合液的配制
[0012]将硫酸锆、硫酸锰、五水硫酸铜、硫酸亚铁与自来水按照80～85：25～30：15～20：
25～30：200～250的质量比混合，搅拌均匀得到络合液，备用；
[0013]S2
‑
3、在步骤S2
‑
1所述的栲胶单宁酸混合液中加入甲醛，所述栲胶单宁酸混合液与甲醛的质量比为2850～3240：530～600，升高温度至100
‑
110℃，合成反应3小时，合成反应结束后降温至80～90℃，再依次加入步骤S2
‑
2制备的络合液，以及有机硅油消泡剂8～10公斤，升高温度至135～145℃，络合反应6小时，得到改性栲胶；
[0014]S3、将步骤S2
‑
3所述的改性栲胶与步骤S1所述的丙烯酸
‑
丙烯酰胺多元共聚物按照3731～4265：775～885的质量比混合，保持温度为100℃，复合反应2小时，得到改性栲胶钻井液用复合降粘剂半成品；
[0015]S4、对步骤S3所述的半成品进行干燥，得到改性栲胶钻井液用复合降粘剂。
[0016]优选的，所述甲醛为工业级甲醛水溶液。
[0017]优选的，步骤S4中所述干燥使用离心喷雾干燥塔，所述离心喷雾干燥塔的进风温度控制在300～330℃，出风温度控制在80～90℃。
[0018]优选的，步骤S4中所述改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁中的水分含量控制在7.0～9.0％。
[0019]一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁，通过权利要求1
‑
3中任一项所述的方法制备得到。
[0020]一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁在石油化工方面的应用。
[0021]优选的，当将本专利技术提供的改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁用作抗高温水基泥浆降粘剂时，其加量一般为1％左右；
[0022]优选的，当将本专利技术提供的改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁用作油井水泥高温缓凝剂或减阻剂时，一般为干水泥重量的0.1～1.0％左右。
[0023]优选的，本专利技术提供的改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁产品颜色为褐色粉末，内包装用聚乙烯塑料包装，产品外包装用三合一复合袋包装。
[0024]本专利技术的反应机理如下：
[0025]钻井液被称为钻井的“血液”，在钻井工程中起着改善流变性、携带岩屑、稳定井壁等作用。降粘剂作为一种钻井液化学处理剂能够降低钻井液粘度、切力，改善钻井液流变性。钻井液稠化主要是由于其粘土颗粒间形成的网状结构，大量自由水被包裹在网格中导致自由水大量减少，致使钻井液稠化。降粘剂通过氢键作用、离子偶极作用、疏水缔合等作用吸附在粘土颗粒表面上，提高粘土颗粒负电性，使其颗粒间静电斥力增大，阻碍网状结构的形成。另外，降粘剂通过吸附作用直接拆散粘土颗粒已经形成的网状结构释放出自由水，从而起到降低钻井液粘度的作用。
[0026]深井钻探中深井井底地质情况复杂，温度越来越高、压力越来越大，高温导致钻井液出现高温分散、高温聚结、高温钝化现象。其中，高温分散使钻井液中粘土颗粒变细、含量增加，从而引起钻井液流变性变差，出现高温稠化，具体表现为高温增粘、固结两种形式，增粘导致钻井液流变性变差，固结使其粘度增加，严重影响深井钻井工程进展。降粘剂主要通过拆散或阻拦粘土颗粒间形成网架结构，从而达到降低钻井液粘度、改善流变性的目的。
[0027]本专利技术通过将栲胶与亚硫酸盐、甲醛反应，在单宁分子中引入磺酸基，栲胶中的单宁与金属离子结合，形成络合物；深井钻井导致的高温容易造成钻井液中粘土颗粒膨胀分散，进而导致钻井液变粘，本专利技术利用形成的络合物，通过吸附在粘土颗粒的边缘，起到有
效抑制粘土水化分散，增加粘土颗粒水化性能，拆散粘土颗粒的边与边、边与面结合，进而拆散在泥浆中粘土形成的结构，同时还具有降粘效果好、抗温性能优异、抑制页岩水化分散的作用。
[0028]本专利技术制备的丙烯酸
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丙烯酰胺多元共聚物的作用机理如下：(1)丙烯酸
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丙烯酰胺多元共聚物的分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性栲胶钻井液用复合降粘剂磺化单宁，其特征在于，包括以下步骤：S1、丙烯酸
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丙烯酰胺多元共聚物的合成在反应容器中将水、丙烯酸、丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、亚硫酸氢钠按照1200～1300：600～650：75～85：275～325：25～35的质量比混合搅拌均匀，在90～95℃反应条件下，合成丙烯酸
‑
丙烯酰胺多元共聚物，备用；S2、栲胶的改性S2
‑
1、栲胶单宁酸混合液的配制将氢氧化钠、橡椀栲胶、落叶松栲胶、五倍子单宁酸、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠与水按照300～340：300～350：275～300：175～200：275～300：125～150：1400～1600的质量比混合，搅拌均匀，得到栲胶单宁酸混合液，备用；S2
‑
2、络合液的配制将硫酸锆、硫酸锰、五水硫酸铜、硫酸亚铁与水按照80～85：25～30：15～20：25～30：200～250的质量比混合，搅拌均匀得到络合液，备用；S2
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3、在步骤S2
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1所述的栲胶单宁酸混合液中加入甲醛，所述栲胶单宁酸混合液与甲醛的质量比为2850～3240：530～60...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹文斌，辜惠兰，周先成，韩涛，
申请(专利权)人：四川拓旺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：