[发明专利]一种栲胶衍生环保型钻井液用降粘剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种栲胶衍生环保型钻井液用降粘剂及其制备方法。所述方法包括下述步骤：第一步，常温下在反应容器中将栲胶材料与2‑10倍质量水混合；第二步，向上述反应容器中加入与栲胶材料的质量比为1:2‑10的金属盐，再向其中加栲胶材料质量0.5‑3％的甲醛；第三步，向反应容器中的上述混合液中加入栲胶材料质量1‑5％的泡沫抑制剂；第四步，将上述混合物的溶剂蒸去，粉碎至40目以下，即得到栲胶衍生环保型钻井液用降粘剂。

技术领域

本发明涉及环保型钻井液添加剂与应用技术领域，具体涉及一种栲胶衍生环保型钻井液用降粘剂的制备方法。

背景技术

在钻井过程中，井眼越深，井筒内的温度就越高。由于高温条件下钻井液中的粘土粒子自动分散导致其粒子浓度增大，比表面积增加，钻井液高温稠化问题越来越突出。而降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂之一，它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。

栲胶是一类复杂的天然化合物的总称。其中除主要成分单宁外，还有非单宁和不溶物。由于原料不同，其组成也不同。一般在商品名前冠以原料名，如落叶松树皮栲胶、橡椀栲胶等，用以区别其组成、性质和用途。栲胶类因其为天然材料、储藏丰富、价格低廉，能够通过化学改性使其具有耐温性、生物降解性、低污染等优点在油田应用已久。为了提高栲胶在钻井液中的作用效能一般采用磺化对栲胶进行改性。栲胶可以与NaOH、KOH反应，再与磺甲基化反应制得一系列产品，用于钻井液中主要起到降粘作用。经过磺甲基化改性的单宁酸可以用于淡水、盐水和海水钻井液中，具有较强的抗温、抗盐能力，是用量较大的处理剂之一，尤其适用于深井井段，能有效地控制钻井液的流变性。但是随着环保要求的提高，磺化类油田化学品已经逐步限制使用，因此，需要研发非磺化类的栲胶制品。

另外一方面栲胶尽管有羟基、羧基官能团，但是与过渡金属配位点少，与粘土的配位能力弱，降粘效果差。为了强化工业栲胶本身的配位

作用，可以通过与甲醛的羟甲基化反应，增加栲胶的活性羟基数目，进而与过渡金属阳离子络合，使其形成富含正电荷的聚合物，从而提高其与粘土上阴离子电荷和相互作用，提高降粘作用效能。

此外，栲胶类材料衍生的各类钻井液添加剂使用中起泡严重，大量的泡沫会导致钻井液密度下降，无法平衡地层压力，存在井涌和井喷的风险。同时较大的泡沫容易破坏钻井液在井壁上滤失后形成的泥饼，使其渗透率变大，滤失量上升，不但造成钻井液损失，还增加了井壁受到水的浸泡膨胀和坍塌的可能性。因此，在考虑钻井液添加剂性能的同时，需要消除其起泡引起的负面影响。羟甲基化的栲胶再与金属盐络合后水溶性增强，再辅以阳离子型表面活性剂的协同作用，通过阴阳离子表面活性剂对起泡的抵消作用实现对可能产生泡沫的抑制作用。同时羟甲基化改性增强栲胶的水溶性，提高了栲胶的利用率；加入的金属与羟甲基化的栲胶络合可以增强栲胶的热稳定性，扩大应用范围；加入的季铵盐与金属络合物形成的正电荷中心与钻井遇到地层的粘土表面负电荷的负电荷中心通过静电作用吸附，形成保护层，抑制粘土膨胀，利于维持井壁稳定。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种环保型钻井液用降粘剂的制备方法，所得钻井液处理剂为原材料本身为天然无毒产物、易降解，并且具备较强的降粘作用，同时消除了其起泡作用，使其更加适用于现场应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种栲胶衍生环保型钻井液用降粘剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将栲胶材料与2-10倍质量水混合，搅拌均匀，所述栲胶材料为工业级及其以上纯度的橡椀栲胶、杨梅栲胶、马尾松栲胶及其组合物，所述水为工业级及其以上纯度的水；