[发明专利]一种利用造纸废液制作深井钻井液添加剂的工艺方法

说明书

技术领域

 本发明涉及油田深井钻井液，尤其涉及钻井液添加剂的制备方法。

背景技术

在油气可采、易采储量不断减少的情况下，油田可采已向深井、超深井方向发展，例如中国西部油田和南方海相油藏，基本处于6000米左右的地层。井底温度随着井深的增加迅速提高，加之地层的复杂性对钻井液提出了很高的要求。在深井、超深井钻井过程中，高密度钻井液的技术和性能尤其重要，它是钻井成功与否的重要保障。在20世纪70年代初，我国研制成功深井高密度钻井液——三磺钻井液（磺化单宁或栲胶、磺化褐煤、磺化酚醛树脂），并在全国范围内推广应用。随着钻井深度的逐渐增加，对钻井液提出了更高的要求，钻井液添加剂的性能对于确保深井及超深井的安全、快速所具有的重要作用日益突出。国外相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系，以及环保型第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系。国内借鉴国外新技术，逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等钻井液体系。磺甲基酚醛树脂是国内外推崇的油田深井钻井液添加剂之一，目前在国内油田的应用已较成熟，但其抗盐性较差，对高矿化度或盐层钻井效果不够理想，高温和降滤失效果常达不到设计要求。高密度钻井添加剂已成为当前钻井液技术研究的关键。国内外在开展钻井液添加剂的研究中，将耐盐、耐高温、强化降滤失效果作为重要攻关方向，并将木质素作为主要原料之一。造纸业属于高污染行业，是我国水污染最大的污染源，造纸废水占到全国工业废水量的30%，其中的主要污染物就是木质素，每生产1吨纸所排出的废液中的木质素接近0.5吨。治理造纸业的黑液污染一直是环境保护的难点和重要内容。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种耐高温、耐高压、耐盐、降低滤失水量效果好的油田深井钻井液添加剂，满足高矿度化及盐层钻井的需要，能够充分利用造纸废液资源，回收有用成份，减少环境污染，使用方便，易于保存，降低生产成本，提高经济效益和社会效益。

本发明的任务是这样完成的：根据木质素是一种大量存在于木、竹、草等造纸原料中的高分子有机物的特点，通过从造纸废液中提取木质素、研制改性磺甲基木质素，并与自主研制的溴代苯酚合成一种改性磺甲基化木质素磺甲基化（溴碳）酚醛树脂的物质，用作钻井行业中的油田深井钻井液的添加剂。本发明的技术方案为：研究设计一种利用造纸废液制作深井钻井液添加剂的工艺方法，采用以下步骤：（一）提纯木质素：将pH值≥12的造纸废液调pH值至3～4，根据测定的液体表面张力变化，依次添加耐盐活性剂、耐盐破乳剂，提纯木质素；（二）合成磺甲基化木质素：将木质素、亚硫酸氢钠、甲醛、水按配比依次加入反应釜中，升温反应，调节pH值保持在11，合成磺甲基化木质素，备用；（三）制备溴代苯酚：将负载杂多酸、苯酚、溴化钾按照配比混合均匀，再按配比加入醋酸和30%的过氧化氢，搅拌反应3～9个小时，再加碱调节pH值至中性，分离并洗涤负载杂多酸，萃取液体反应产物，对萃取物进行干燥，制成溴代苯酚；（四）将溴代苯酚、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、水、甲醛按照配比混合，进行聚合反应，合成磺甲基化（溴碳）酚醛树脂；（五）将同样为40%浓度的磺甲基化木质素和磺甲基化（溴碳）酚醛树脂混合搅拌、加热，再加入甲醛，进行聚合反应，反应后降温，在干燥塔内进行脱水、喷雾、干燥，制成磺甲基化木质素磺甲基化（溴碳）酚醛树脂的粉末状成品。