一种新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂的制备的新方法、新工艺，使用廉价的风化煤、褐煤、富含有腐植酸的物质采用易于工业化的方法与烷基苯磺酸盐反应制得该调整剂。制备的这种新型泥浆调整剂具有耐高温、降粘、抗盐、降失水、降静切力等优越性能，同时含有亲水和疏水两种性能，对泥浆的性能具有良好的调整效果。并且还具有不腐蚀设备，无污染，反应工艺流程短，适用范围广，使用后易分解等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钻井泥浆的改性技术。更具体地说，是涉及一系列制备这种新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂的方法。
技术介绍
腐植酸(Humic acid，简称HA)是从土壤、泥炭和褐煤中提取的一种高分子物质，含有多种活性基团，具有较强的生理活性。我国腐植酸资源储量大，品质好，开发利用潜力巨大，并且其价格低廉，在钻井泥浆调整剂中具有较大的优势。腐植酸物质不同于其他天然大分子，不具有某种完整的结构和化学构型。由于它毒副作用小，适用范围很广。腐植酸(HA)类物质的磺化或磺甲基化是一个重要的课题。因为磺酸基团的引入，会提高腐植酸类物质的水溶性、耐盐性、抗硬水能力以及与金属离子的交换能力等。如混凝土减水剂、钻井泥浆调整剂等均需要对其主要原料腐植酸(HA)引入磺酸基团。常规的磺化试剂主要有NaHSO3，Na2SO3，氯磺酸，浓硫酸，而矿源腐植酸分子较大，一般直接磺化或磺甲基化较困难，常常需要经氧化降解后才能达到较理想的效果，这样对温度，进而对仪器设备的要求就比较苛刻，而且磺化后的调整剂对泥浆没有明显的降粘效果，磺化常用方法一般是浓硫酸法，即在较高温度下用浓硫酸去直接和腐植酸类物质反应。该法虽然可以引入磺酸基团，但是产物的溶解性大大降低，而且在高温条件下也很容易破坏反应物本身所具有的生物活性等。为了克服上述泥浆调整剂的缺点和不足。本专利技术的任务在于提出一种兼有腐植酸和烷基苯磺酸盐两者特点的地层钻探使用的降粘降-->滤失泥浆调整剂的制备方法。本专利技术的泥浆调整剂具有良好的抗高温泥浆流变性、降粘性、润滑效果、降失水性、同时含有亲水和疏水两种性能，对泥浆具有良好的调整效果。本专利技术的主要技术特征在于使用廉价的风化煤、褐煤或富含有腐植酸的物质为主要原料采用易于工业化的方法与烷基苯磺酸盐反应。泥浆调整剂使钻井工艺中不可缺少的重要组成部分。尤其使同时具有耐高温、抗盐、降失水、降粘、降静切力等多种功能的调整剂更为需要。本专利技术的目的是制备出一种多功能的泥浆调整剂。该调整剂具有耐高温、降粘、抗盐、降失水、降静切力等的优越性能，尤其在高比重泥浆中有能够体现出良好的多功能性。可在深井、热井、超深井和海上钻井中使用。本专利技术的第二个目的是采用简单的工艺制备出一种新体系的腐植酸类钻井泥浆调整剂。其制备方法是首先用常规方法从含有腐植酸的泥炭、风化媒、褐煤或富含有腐植酸的物质制备出钠盐。然后与烷基苯磺酸盐混合后，同时可加入少许添加剂，高温反应数小时，冷却后干燥，得到该产品。所述的常规方法有碱溶酸析法、电渗析法、膜分离法、离子交换法、无机盐萃取法、氢氟酸脱灰法等。所述的富含腐植酸的物质与烷基苯磺酸盐的质量比为1∶0.1～1∶10。所述的添加剂有NaHSO3，Na2SO3，K2S2O8，十二烷基苯磺酸钠，-->六甲基二硅氧烷，六甲基硅氧烷，十六烷基三甲基溴化铵，司班，四甲基溴化铵，四丁基溴化铵，聚丙烯酰胺，水解聚丙烯腈，磺甲基酚醛树脂等。所述的反应时间为1小时～12小时。本专利技术的新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂经华北石油管理局配制的5％的膨润土基浆，测得的主要性能如下：R、T-室温；AV-表观粘度；YP-动切力；PV-塑性粘度；150/16→RT-经150℃老化16小时后，在常温下进行测定HTHP失水：150℃，3.45MPa下进行测定具体实施的方式实施例1：称量6.0g的风化煤于烧杯中，倒入三口烧瓶中，同时加入81mL浓度为1.5％的NaOH溶液；98℃下反应1～1.5小时，离心去掉底层沉淀，将对羟基苯磺酸钠溶解，而后在高速搅拌的条件下慢速滴入到腐植酸钠溶液中，75℃下加热回流0.5～1小时，冷却，用0.2mol/L稀硫酸酸化至PH值为2～3，放置长大，将产物液经离-->心分离出沉淀物后在70～80℃下烘干，即得产品。实施例2：称量6.0g的风化煤于烧杯中，倒入三口烧瓶中，同时加入81mL浓度为1.5％的NaOH溶液；98℃下反应1～1.5小时，离心去掉底层沉淀，在高速搅拌的条件下先加入K2S2O81.0g，而后用110mL的去离子水在水浴冷却的情况下溶解3.0g的对羟基苯磺酸钠，在高速搅拌的条件下慢速滴入到腐植酸钠溶液中，75℃下加热回流0.5～1小时，冷却，用0.2mol/L稀硫酸酸化至PH值为2～3，放置长大，将产物液经离心分离出沉淀物后在70～80℃下烘干，即得产品。实施例3：称量6.0g的风化煤于烧杯中，倒入三口烧瓶中，同时加入81mL浓度为1.5％的NaOH溶液；98℃下反应1～1.5小时，离心去掉底层沉淀，在高速搅拌的条件下逐渐加入3.0g对羟基苯磺酸钠于其中，75℃下加热回流0.5～1小时，冷却，用0.2mol/L稀硫酸酸化至PH值为2～3，放置长大，将产物液经离心分离出沉淀物后在70～80℃下烘干，即得产品。实施例4：称量6.0g的风化煤于烧杯中，倒入三口烧瓶中，同时加入81mL浓度为1.5％的NaOH溶液；98℃下冷凝回流1～1.5小时，离心去掉底层沉淀，在高速搅拌的条件下逐渐加入3.0g对羟基苯磺酸钠固体于其中，160℃下密闭加热2～3小时，冷却，用0.2mol/L稀硫酸酸化至PH值为2～3，放置长大，将产物液经离心分离出沉淀物后在70～80℃下烘干，即得产品。实施例5：称量15.0g的风化煤于烧杯中，倒入三口烧瓶中，同-->时加入202mL浓度为1.5％的NaOH溶液；98℃下反应1～1.5小时，离心去掉底层沉淀，将对羟基苯磺酸钠溶解，而后在高速搅拌的条件下慢速滴入到腐植酸钠溶液中，75℃下加热回流0.5～1小时，冷却后加入水解聚丙烯腈溶液150mL和5g过硫酸铵，在氮气保护下，加热搅拌至溶解，缓慢升温至65℃于1小时内，控温65-75℃，反应4h后，用3g亚硫酸氢钠终止反应.待反应液冷却后出料，将其浓缩，干燥，粉碎即制得该产品。实施例6：步骤同实施例1，但是反应酸化后不经过离心分离，继续浓缩成含水60～70％糊状物，即得产品。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术提供了一种新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂的制备方法，其特征在于：以风化煤、褐煤、富含有腐植酸的物质、腐植酸、腐植酸钾、腐植酸钠、腐植酸铁、铁钾腐植酸、磺甲基腐植酸钠、硝基腐植酸钠的一种或几种为原料与烷基苯磺酸盐加热反应，在搅拌的条件下高温反应一段时间，冷却，酸化至一定ｐＨ值，沉降，分离，干燥即得该调整剂。

【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种新型磺化腐植酸钻井泥浆调整剂的制备方法，
其特征在于：
以风化煤、褐煤、富含有腐植酸的物质、腐植酸、腐植酸钾、腐
植酸钠、腐植酸铁、铁钾腐植酸、磺甲基腐植酸钠、硝基腐植酸钠的
一种或几种为原料与烷基苯磺酸盐加热反应，在搅拌的条件下高温反
应一段时间，冷却，酸化至一定pH值，沉降，分离，干燥即得该调
整剂。
2.按照权利要求1所规定的方法，其特征在于烷基苯磺酸盐可以
是全氟丁基磺酸盐、对羟基苯磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸盐、甲氧胺甲
磺酸盐、环磺酸盐化钠、二甲苯磺酸钠、间硝基苯磺酸钠、对甲苯磺
酸铁、甲基磺酸锡、羟甲基磺酸钠、庚烷磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、
丹参酮磺酸钠、二苯胺磺酸钠、丹皮酚磺酸钠、萸磺酸钠、甲苯磺酸
钠、乙烯基磺酸钠、萘磺酸钠、羟甲基磺酸钾、环己基氨基磺酸钠、
对甲苯磺酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、苯磺酸钠。
3.按照权利要求1所规定的方法，其特征在于加入的烷基苯磺酸
盐的质量是富含腐植酸物质的质量的0.1倍～10倍。
4.按照权利要求1所规定的方法，其特征在于反应温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬畅，范国辉，曹维良，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[]