[发明专利]一种羧甲基磺化酚醛树脂的制造方法及羧甲基磺化酚醛树脂的应用

说明书

本发明公开了一种羧甲基磺化酚醛树脂的制造方法，用部分羧甲基化的苯酚与苯酚合成酚醛树脂，再经阳离子化和磺化反应，最终得到改性的羧甲基磺化酚醛树脂。本发明利用苯酚的苯环上取代反应的原理，在苯环上增加羧甲基，以提高产品的抗钙镁离子能力，然后合成羧甲基磺化酚醛树脂。羧甲基磺化酚醛树脂合成后，再对树脂进行阳离子化，合成一种新型的羧甲基磺化酚醛树脂，使树脂通过阳离子的吸附作用大大加强了其在钻井液中带负电粘土表面的吸附量，在保持钻井液抗温抗盐性能的同时降低了处理剂的用量。

技术领域

本发明属于磺化酚醛树脂降滤失剂领域，尤其涉及一种磺化酚醛树脂的改性产品的制备方法。

背景技术

在石油钻井中，降滤失剂是相对于其它钻井液添加剂使用量较大的产品，，尤其是近年来石油钻井向更深的地层钻进，遇到的地层日趋复杂，特殊井、超深井和复杂井日趋增多。因此需要更好的抗高温、抗盐、抗钙镁等污染的降滤失剂。磺化酚醛树脂是作为钻井液抗高温抗盐主要降滤失剂之一，自上世纪70年代以来一直广泛应用于钻井作业中，该产品性能稳定，降失水效果良好，特别是在高温高压及深井钻井中起到了举足轻重的作用。但是在钙、镁离子含量高的情况下，磺化酚醛树脂的的降滤失作用明显降低，钻井液的性能更加难以控制。另一方面，在常规的高温深井钻井液中，磺化酚醛树脂的加量较大，一般为4 ～6% ，在钻井液粘土上的吸附量小，很大程度上浪费了钻井材料，因此增加酚醛树脂在粘土上的吸附量，研究新型的结构稳定的抗温抗盐磺化酚醛树脂是非常重要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的难题，提供了一种改性的磺化腐植酸聚合物的制造方法，其能够保持钻井液抗温抗盐性能降滤失剂的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述方法所得磺化腐植酸聚合物的应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种羧甲基磺化酚醛树脂的制造方法，用部分羧甲基化的苯酚合成磺化酚醛树脂，再经阳离子化和进一步磺化反应，最终得到改性的羧甲基磺化酚醛树脂。

作为优选方案，上述的羧甲基磺化酚醛树脂的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）苯酚羧甲基化

反应釜中加入30%的液体烧碱，然后搅拌下慢慢加入已融化的苯酚，反应0.5h，然后加入氯乙酸钠，在60～80℃下反应1～1.5h,降温到40℃；

2）磺化酚醛树脂的合成

在反应釜中加入水，慢慢向水中加入焦亚硫酸钠和无水亚硫酸钠，搅拌均匀后，再加入37%甲醛和苯酚和步骤1）中所得到的羧甲基取代苯酚，继续搅拌，温度会逐渐上升直至沸腾，沸腾平稳后，体系粘度会逐渐增加，取样用涂-4粘度杯测粘度在40～60s时，加入苯酚量五分之一的自来水，然后加热控制在97～107℃温度下重复上述过程加水6～10次。

3）阳离子化

向步骤2）所得聚合物中加入阳离子化剂、催化剂，在97～107℃温度下反应1～2小时；

4）进一步磺化

再加入磺化剂，97～107℃温度下反应1～2小时，即可。

优选的，所述步骤1）中，所述30%的液体烧碱与已融化的苯酚的质量比为（80～110）：80；

进一步优选的，所述30%的液体烧碱与已融化的苯酚的质量比为90：80。

优选的，所述步骤1）中，所述氯乙酸钠按如下方法制得：

将80 Kg氯乙酸和43 Kg碳酸钠加入捏合机中，捏合反应1～2h,得到氯乙酸钠。

优选的，所述步骤2）中，所述步骤2）所用苯酚与步骤1）所用苯酚的质量比为4：1。