[发明专利]一种生物质酚醛树脂降滤失剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种生物质酚醛树脂降滤失剂，具有式I结构，式I中，n为0～3，m为7～12。本发明提供的生物质酚醛树脂降滤失剂绿色环保、降滤失性能较好，抗盐能力较强，可生物降解。本发明还提供了一种生物质酚醛树脂降滤失剂的制备方法及应用。本发明提供的生物质酚醛树脂降滤失剂的制备方法环保、温和、简单，应用成本低。

技术领域

本发明属于石油工业技术领域，尤其涉及一种生物质酚醛树脂降滤失剂及其制备方法和应用。

背景技术

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。

高温高压降滤失剂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)使用后的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、生产工艺绿色的生物质合成树脂降滤失剂，顺应绿色化学发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质酚醛树脂降滤失剂及其制备方法和应用，本发明提供的生物质酚醛树脂降滤失剂绿色环保、抗温抗盐、降滤失性能与SMP相当，且具有良好的环境相容性和可生物降解性。

本发明提供了一种生物质酚醛树脂降滤失剂，具有式I结构：

式I中，n为0～3；m为7～12。

在本发明中，n优选为1～2，m优选为8～11，更优选为9～10，m和n均为整数。

在本发明中，所述生物质酚醛树脂降滤失剂结构中天然含有抗高温的苯环结构，结构中酚羟基的邻位有长链烷烃，利用空间体积和空间位阻效应，进一步提高了抗温性；利用该结构的空间体型结构的吸附点，可提高在粘土上的吸附性、吸附厚度及抑制性，使其具备优良的降滤失性能；同时，腰果酚结构中邻对位基团取代度高，可显著提高降解性，降低毒性，其产品绿色环保。

在本发明中，所述生物质酚醛树脂降滤失剂的分子通式为C_43+46mH_{72-4n+75m-4mn}S_mO_6m+2Na_m，其中n为0～3，m为7～12的整数。在本发明中，所述生物质酚醛树脂降滤失剂的分子量优选为6066～9800，外观呈棕红色粘稠状液体，干基计5％水溶液为淡红褐色透明液体。

在本发明中，所述生物质酚醛树脂降滤失剂的干基质量分数≥30％，浊点盐度≥150g/L，180℃高温高压滤失量≤25mL，表观粘度≤35mP.s，生物质毒性EC₅₀值≥30000mg/L，生物降解性BOD/COD_Cr≥0.25。