[发明专利]一种石油勘探钻井液用无铬降粘剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油勘探钻井液用无铬降粘剂及制备方法。

背景技术

石油勘探钻井液在石油钻井过程中，由于地层般土含量高粘度大，所以在钻井时降粘剂是一种不可缺少泥浆助剂。当今石油勘探钻井液用铁铬木质素磺酸盐（FCLS）产品，但该产品含有大量的六价铬金属离子，对地下水污染严重，更甚者对生产单位和使用单位，重金属对人身健康是致癌物质，对人身健康和水污染严重，国家明文下令禁止使用，因此全国各大科研单位均在攻克取替铁铬木质素磺酸盐（FCLS）的研究开发，20世纪由华东石油大学研发的两离子XY-27是一种很好的降粘剂，已应用在油田，但XY-27成本昂贵，每吨销价21000元~24000元，增加钻井成本，所以各油田又采用三磺体系：磺化酚树脂、磺化丹宁、磺化烤胶等作为降粘剂应用，但其成本略低于XY-27，远高于铁铬木质素磺酸盐（FCLS）的价格。

我国石油体制在90年代末期实行甲乙方制，采油公司为甲方，钻井公司为乙方，因此钻井公司钻井成本受到采油公司成本的限制，钻井公司不得以寻找又环保又低廉价格的钻井液处理剂来降低钻井成本，获取经济效益的最大化是钻井公司生存的唯一出路。当前国内外随着环保的限制，不但国内不准用（FCLS），而国外也逐渐对环保意识观念增强，从2014年出口铁铬木质素磺酸盐（FCCS）为零出口。开发一种环保无害、成本低的石油勘探钻井液用无铬降粘剂为当务之急。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术之不足而提供一种对环境和人身健康无危害性环保型、耐高温、成本低的石油勘探钻井液用无铬降粘剂。

本发明的另一目的是提供了一种上述石油勘探钻井液用无铬降粘剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种石油勘探钻井液用无铬降粘剂，是由下列方法制得：

a. 褐煤和氢氧化钠以1：0.5~0.5~0.8的重量比，在水溶液状态下碱化形成抗高温剂；

b. 废腈纶丝和水以1：1.5~3.0的重量比混合，在高温水解下降解为降粘剂；

c. 中药提取后的药渣粉末和水以1：2~4的重量比混合提取，形成杂木质素抗盐剂；

d.上述形成的抗高温剂、降粘剂、杂木质素抗盐剂三种物料以重量比0.5~0.8：0.2~0.5：0.3~0.6在90℃、PH值7~8之间的水溶状态混合共聚反应6h，经烘干而得。

进一步地，所述的杂木质素抗盐剂是利用中药厂中药材提取后的剩余药渣，通过烘干粉碎成后的80目-100目粉末和水的重量比例1：2~4，在反应中升温80℃的混合液物，通过高速离心机除去10-15%的纤维素，滤液为木质素，固含量控制40%。

一种如上所述石油勘探钻井液用无铬降粘剂的制备方法，包含下列步骤：

a. 褐煤和氢氧化钠以1：0.5~0.5~0.8的重量比，在水溶液状态下碱化形成抗高温剂；

b. 废腈纶丝和水以1：1.5~3.0的重量比混合，在高温水解下降解为降粘剂；

c. 中药提取后的药渣粉末和水以1：2~4的重量比混合提取，形成杂木质素抗盐剂；

d.上述形成的抗高温剂、降粘剂、杂木质素抗盐剂三种物料以重量比0.5~0.8：0.2~0.5：0.3~0.6在90℃、PH值7~8之间的水溶状态混合共聚反应6h，经烘干而得。

本发明以二种工业遗弃物废腈伦丝和中药厂中药材提取后的剩余药渣提取木质素为基本原材料，加之以褐煤，通过水解、降解、交联、共聚，在水溶液状态下反应烘干而得，生产一种环保型钻井液用降粘剂XS，经查阅大量文献资料证明，目前在国内外尚无用中药渣提取木质素和利用废腈伦丝水解物生产无铬降粘剂无成功先例，药渣中提木质素国内首创。

本发明中的木质素是中药厂中药材提取后的药渣，通过烘干、粉碎按比例和水混合，通过高速离心机提取杂木质中含有磺酸基、酚醛基、亲水性基因，水溶性好，含糖低，适用于本发明的制备原材料，在本发明中中起抗盐性能、降粘作用。

本发明中褐煤碱化成腐质酸（胡敏盐酸）中含有酚醛基、羧基、羟基等多种功能团，在本发明中是良好的抗高温232℃性能和降粘剂。

本发明利用化纤厂清扫物短废丝，通过高温水解成聚丙烯胺盐，为了达到本发明的要求，将聚丙烯胺盐分子量12.5~20万在高温90℃条件下按重量比胺盐和过氧化氢比1：0.3~0.6，降解大分子为小分子，适合本发明水溶性强，有很好的降粘效果。