一种钻井液用环保树脂降滤失剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钻井液用环保树脂降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：首先将一定质量比的谷类发酵物、苯酚和溶剂依次加入到带有搅拌器、冷凝装置和温度计的三口烧瓶中，85～105℃液化2～5h得到液化谷类发酵物；然后将所述液化谷类发酵物与多聚甲醛、磺化剂、水以一定质量比混合，60～90℃反应1～2h，继续升温至95～110℃反应2～4h后，自然冷却至室温，得到钻井液用环保树脂降滤失剂。本发明专利技术制备得到的钻井液用环保树脂降滤失剂绿色环保、抗温抗盐且易生物降解。本发明专利技术还提供了一种钻井液用环保树脂降滤失剂和应用。保树脂降滤失剂和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用环保树脂降滤失剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属石油工业
，尤其涉及一种钻井液用环保树脂降滤失剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着世界油气资源需求的迅猛增加和钻探技术的进步，世界各国纷纷加大了对深部地层油气资源勘探开发的投入。我国待探明的油气资源主要分布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈、四川等盆地，其资源量的73％埋藏在深层，且地下条件异常复杂，因此深井和超深井油气钻探及配套的开发技术已成为制约油气资源开发的关键因素。
[0003]高温高压降滤失剂永远是高温钻井液的关键处理剂，它对井壁稳定、保护油气层起着很重要的作用。磺甲基酚醛树脂(简称SMP)是很好的抗高温降滤失剂，结构中含有苯环，具有优良的长期高温稳定性、热稳定性(＜180℃)，一直是国内外应用最广泛、难以替代的产品，几乎适用各种体系。但是随着环保形势的严峻，该类产品存在以下问题：(1)生产原料以化石资源为主，降解性差，价格波动大，SMP生产原料以甲醛、苯酚为主，结构中含有苯环，虽然产品本身是无毒，但自然界缺少专用降解菌，生物降解性差，在一些环保要求比较高的地区，SMP的应用已经受到限制；(2)残留酚存在一定毒性，生产过程中残留酚、低聚酚有一定的毒性，尽管采取了很多手段和措施，依然难以将其完全去除，释放到空气中会影响大气环境和人体健康；(3)使用后含磺化的钻屑和废水COD高、色度大、可生化性低，处理和处置难度大，处理费用高。因此急需研发生物降解性好、生产工艺绿色的环保型树脂降滤失剂，顺应绿色化学发展方向。
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技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钻井液用环保树脂降滤失剂及其制备方法，本专利技术提供的环保树脂降滤失剂绿色环保、抗温抗盐、降滤失性能与SMP相当，且具有可生物降解等优点。
[0005]本专利技术提供了一种钻井液用环保树脂降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]1)将谷类发酵物、苯酚和溶剂进行反应，得到液化谷类发酵物；
[0007]2)将所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水进行反应，得到钻井液用环保树脂降滤失剂。
[0008]在本专利技术中，所述谷类发酵物优选为小米、燕麦、黑米、高粱米经德氏乳杆菌或啤酒酵母菌发酵后得到的发酵物中的一种；所述谷类发酵物中的总酚含量优选为17～26mg/g。
[0009]在本专利技术中，所述谷物发酵物的制备方法优选包括：
[0010]将谷物用水浸泡后过滤，再加入水研磨，得到浆状物；
[0011]将所述浆状物杀菌后冷却，然后接种菌种后发酵；
[0012]向发酵后的产物中加入乙醇后搅拌进行离心分离，得到滤液；
[0013]将所述滤液蒸发浓缩，得到浓缩液；
[0014]将所述浓缩液干燥，得到谷物发酵物。
[0015]在本专利技术中，所述谷物优选选自小米、燕麦、黑米和高粱米中的一种。
[0016]在本专利技术中，所述水优选为蒸馏水；所述浸泡的时间优选为20～30小时，更优选为24～26小时。
[0017]在本专利技术中，所述杀菌优选采用高压锅杀菌，所述杀菌的时间优选为0.5～1.5小时，更优选为1小时；所述冷却优选为冷却至室温。
[0018]在本专利技术中，所述菌种优选为德氏乳杆菌或啤酒酵母菌；所述发酵的温度优选为25～35℃，更优选为30℃；所述发酵的时间优选为20～30小时，更优选为24～26小时。
[0019]在本专利技术中，所述乙醇优选为质量浓度为70％的乙醇溶液；所述搅拌优选为磁力搅拌，所述搅拌的时间优选为2～4小时，更优选为3小时；所述离心分离的转速优选为4000～5000r/min，更优选为4500r/min，所述离心分离的时间优选为8～12分钟，更优选为10min。
[0020]在本专利技术中，所述蒸发浓缩优选采用旋转蒸发仪，所述蒸发浓缩的温度优选为55～65℃，更优选为60℃。
[0021]在本专利技术中，所述干燥的温度优选为55～65℃，更优选为60℃；所述干燥优选在烘箱中进行。
[0022]在本专利技术中，所述溶剂优选为聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一种。
[0023]在本专利技术中，所述谷类发酵物、苯酚和溶剂的质量比优选为(30～50)：50：(50～100)，更优选为(35～45)：50：(60～90)，最优选为40：50：(70～80)。
[0024]在本专利技术中，所述步骤1)中的反应优选在带有搅拌器、冷凝装置和温度计的三口烧瓶中进行；采用搅拌和冷凝便可保证反应均匀进行，又可以作为良好的散热方式保持反应温度恒定，本专利技术工艺简单，可操作性强。
[0025]在本专利技术中，所述步骤1)中的反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度优选为200～280r/min，更优选为220～260r/min，最优选为250r/min；所述步骤1)中的反应优选采用油浴加热；所述步骤1)中反应的温度优选为85～105℃，更优选为90～100℃；所述步骤1)中的反应时间优选为2～5小时，更优选为3～4小时。
[0026]在本专利技术中，所述步骤1)反应完成后优选将得到的反应产物降温至室温，得到液化谷类发酵物。
[0027]在本专利技术中，所述磺化剂优选为无水亚硫酸钠、焦亚硫酸钠和对氨基苯磺酸中的至少一种；磺化剂是环保树脂降滤失剂制备的关键原料，用于提供产物中的水化基团，关系到降滤失剂的抗盐能力和溶解能力；在本专利技术中，所述液化谷类发酵物与磺化剂的质量比优选为100：(30～50)，更优选为100:40。
[0028]在本专利技术中，所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水的质量比优选为100：(25～40)：(30～50)：(300～400)，更优选为100：(30～35)：(35～45)：(320～380)，最优选为100：30：40：(340～360)。
[0029]在本专利技术中，所述步骤2)中的反应优选在带有搅拌器、冷凝装置和温度计的三口烧瓶中进行；所述步骤2)中的反应优选具体为：
[0030]将所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水在60～90℃反应1～2小时后升温
至95～110℃反应2～4h。
[0031]在本专利技术中，优选将所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水在70～80℃反应1.5小时后升温至100～105℃反应3h。
[0032]在本专利技术中，所述步骤2)反应完成后优选将得到的反应产物自然冷却至室温，得到钻井液用环保树脂降滤失剂。
[0033]本专利技术的提供的方法制备得到的环保树脂降滤失剂，合成原料绿色、低廉，以玉小米、燕麦、黑米、高粱米发酵物等可再生生物质资源替代苯酚等不可再生的化石原料进行产品的生产，减少对石化资源的依赖，实现高利用、低排放的循化经济；制备过程温和、环保，以聚乙二醇400或聚乙二醇600为溶剂，可提高谷类发酵物和苯酚的溶解性和反应活性，有利于谷类发酵物类化合物自由基与苯酚结合，提高谷类发酵物分子的化学反应活性，利于后续磺化和缩聚反应，得到环保型的树脂降滤失剂。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用环保树脂降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：1)将谷类发酵物、苯酚和溶剂进行反应，得到液化谷类发酵物；2)将所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水进行反应，得到钻井液用环保树脂降滤失剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述谷类发酵物、苯酚和溶剂的质量比为(30～50)：50：(50～100)；所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化剂和水的质量比为100：(25～40)：(30～50)：(300～400)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的温度为85～105℃，反应时间为2～5小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的反应包括：将所述液化谷类发酵物、多聚甲醛、磺化...

【专利技术属性】
技术研发人员：单海霞，王中华，位华，周启成，詹适新，周亚贤，
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：