一种环保型钻井液用褐煤树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油田钻井材料技术领域，尤其涉及一种环保型钻井液用褐煤树脂及其制备方法。褐煤树脂由以下质量份数的原料聚合而成：褐煤10

【技术实现步骤摘要】
一种环保型钻井液用褐煤树脂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田钻井材料
，尤其涉及一种环保型钻井液用褐煤树脂及其制备方法。

技术介绍

[0002]褐煤树脂通常是由硝基腐殖酸、磺甲基酚醛树脂等共聚而成的多元共聚型钻井液降滤失剂，并且具有降粘效果，而且有抗温抗盐性能，可用于各种淡水和盐水钻井液体系。该产品具有抗高温、抗盐化、降失水、防塌等作用，能在井壁形成薄而韧的泥饼，起到润滑效果和保持流变性，因此在全国各油田进行广泛的推广应用。但随着国内的环保要求逐步提高，褐煤树脂中的磺甲基酚醛树脂原料由于其性质太过稳定，且属于磺化材料，因而各油田在逐步取缔该材料的应用，其作为褐煤树脂的主要原材料，对褐煤树脂后期的应用具有较大的限制。
[0003]目前，在塔里木油田区块应用的褐煤树脂存在的主要问题有：1、热稳定差，不耐高温；2、抗盐性能差，导致钻井液易受到可溶性盐的污染，降低了钻井液的使用效率；3、降滤失效果不明显，需要添加大量的褐煤树脂才能起到降滤失的效果；4、产品的性能不稳定，高温容易起泡。
[0004]鉴于此，提供一种环保型钻井液用褐煤树脂，有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种环保型钻井液用褐煤树脂及其制备方法。本专利技术的环保型钻井液用褐煤树脂具有降失水、改善流变性的作用，同时具有较佳的抗温、抗盐效果，热稳定性好，抗温可达200℃，能降低淡水和盐水钻井液的失水量，对环境友好，能够满足国内各工区的高温、高压、高盐深井的钻井需要。
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种环保型钻井液用褐煤树脂。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种环保型钻井液用褐煤树脂的制备方法。
[0008]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂，所述褐煤树脂由以下质量份数的原料聚合而成：褐煤10
‑
15份、碱5
‑
7份、碳酸钠0.5
‑
0.8份、甲醛6
‑
9份、焦亚硫酸钠3
‑
5份、腐殖酸8
‑
12份、改性木质素9
‑
12份、丙烯酰胺1
‑
2份、丙烯腈盐2
‑
3份、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸1
‑
3份和溶剂70
‑
80份。
[0009]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂，所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。
[0010]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂，所述改性木质素是由褐腐木质素改性制备成含有儿茶酚基团的改性木质素，步骤包括：取褐腐木质素，加入碱液，于65
‑
75℃恒温反应1.5
‑
2.5h，过滤，残渣再用碱液冲洗，合并滤液，得混合滤液；
将所述混合滤液，浓缩至20vol%，得到浓缩液。
[0011]向浓缩液中加入NaBH4，20
‑
30℃下反应5
‑
7h，反应完成后加入酸液沉淀出木质素，将所述木质素沉淀干燥后，即制得含有儿茶酚基团的改性木质。
[0012]本专利技术褐煤树脂改性的技术原理是：通过对褐腐木质素改性得到儿茶酚基团，替代原磺甲基酚醛树脂将其接枝共聚提纯后的褐煤上，同时引入磺酸基团，增加水化能力，最终得到一种环保型钻井液用褐煤树脂，该降滤失剂可抗180℃，提高降滤失性、改善流变性，具有一定的抗盐能力且可自然降解，无毒无害，不会对地层和环境造成污染。
[0013]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型环保型钻井液用褐煤树脂，所述褐腐木质素的粒径为60目。
[0014]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型环保型钻井液用褐煤树脂，所述碱液为质量浓度1%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；所述酸液为2mol/L的盐酸或硫酸。
[0015]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型环保型钻井液用褐煤树脂，所述浓缩液与所述NaBH4的质量比为500：（1
‑
2）。
[0016]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂的制备方法，包括以下步骤：S1提取：取10
‑
15质量份的褐煤、70
‑
80质量份的溶剂、5
‑
7质量份的碱和0.5
‑
0.8质量份的碳酸钠混合提取反应，得到提取液；S2磺化：向所述提取液中加入1
‑
2质量份的甲醛、8
‑
12质量份的腐殖酸和1
‑
2质量份的焦亚硫酸钠磺化反应，得到磺化液；S3合成：向所述磺化液中加入9
‑
12质量份的改性木质素、5
‑
7质量份的甲醛、焦亚硫酸钠3
‑
5份、1
‑
2质量份的丙烯酰胺、2
‑
3质量份的丙烯腈盐、2
‑
3质量份的亚硫酸钠和1
‑
3质量份的2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸进行合成反应，制得环保型钻井液用褐煤树脂。
[0017]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂的制备方法，所述提取反应的温度为152
‑
158℃，反应时间2
‑
4h。
[0018]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂的制备方法，所述磺化反应的温度为137
‑
143℃，反应时间为1
‑
1.5h。
[0019]根据本专利技术具体实施方式提供的环保型钻井液用褐煤树脂的制备方法，所述合成反应的温度为130
‑
140℃，反应时间为4
‑
5h。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的环保型环保型钻井液用褐煤树脂不再使用磺甲基酚醛树脂及其原料作为原料制备褐煤树脂，利用改性木质素中儿茶酚基团超强的黏附特性，具有封堵微孔隙，提高强度的功能；通过对褐腐木质素改性得到儿茶酚基团，替代原磺甲基酚醛树脂作为共聚基团，提高了降滤失性、改善流变性，同时可自然降解，无毒无害，不会对地层和环境造成污染。
[0021]2本专利技术的环保型钻井液用褐煤树脂具有降失水、降粘的作用，同时具有较佳的抗温、抗盐效果，热稳定性好，抗温可达200℃，能降低淡水、盐水泥浆的失水量，对环境友好，能够满足国内各工区的高温、高压、高盐深井的钻井需要。
[0022]3、本专利技术中的环保型环保型钻井液用褐煤树脂制备过程中，通过提取和合成反
应，在苯环单元引入了磺酸基，苯环间以碳原子相连，提升了褐煤树脂的抗高温性能；又在苯羟基的邻对位上引入了磺酸钠基，水化作用增强、缔合水的键能提高，因而解决了褐煤树脂的水溶性，具有抗盐、抗钙、降低高温高压降失水量的作用，对于巩固井壁，防塌、防卡具有重要作用。
[0023]4、本专利技术的环保型环保型钻井液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于，所述褐煤树脂由以下质量份数的原料聚合而成：褐煤10
‑
15份、碱5
‑
7份、碳酸钠0.5
‑
0.8份、甲醛6
‑
9份、焦亚硫酸钠3
‑
5份、腐殖酸8
‑
12份、改性木质素9
‑
12份、丙烯酰胺1
‑
2份、丙烯腈盐2
‑
3份、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸1
‑
3份和溶剂70
‑
80份。2.根据权利要求1所述的环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于，所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。3.根据权利要求1所述的环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于，所述改性木质素是由褐腐木质素改性制备成含有儿茶酚基团的改性木质素，步骤包括：取褐腐木质素，加入碱液，于65
‑
75℃恒温反应1.5
‑
2.5h，过滤，残渣再用碱液冲洗，合并滤液，得混合滤液；将所述混合滤液，浓缩至20vol%，得到浓缩液；向浓缩液中加入NaBH4，20
‑
30℃下反应5
‑
7h，反应完成后加入酸液沉淀出木质素，将所述木质素沉淀干燥后，即制得含有儿茶酚基团的改性木质素。4.根据权利要求3所述的环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于，所述褐腐木质素的粒径为60目。5.根据权利要求3所述的环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于，所述碱液为质量浓度1%的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；所述酸液为2mol/L的盐酸或硫酸。6.根据权利要求3所述的环保型钻井液用褐煤树脂，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬代佩，夏大禹，夏世福，
申请(专利权)人：四川巨正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：