[其他]抗高温耐高盐石油钻井泥浆降失水树脂无效

专利信息
申请号: 85108153 申请日: 1985-11-06
公开(公告)号: CN1003598B 公开(公告)日: 1989-03-15
发明(设计)人: 谢志明;李卓美;张雪馨;黄玉慧;卢沛女;谢雪珍 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: 分类号:
代理公司: 中山大学专利事务所 代理人: 张竞清;蔡茂略
地址: 广东省广州*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 高温 耐高盐 石油 钻井 泥浆 失水 树脂
【说明书】:

抗高温耐高盐石油钻井泥浆失水树脂。本发明以尿素、苯酚、磺化苯酚、亚硫酸钠、甲醛、水等原料,一步反应合成磺化尿-酚醛树脂,该树脂具有抗高温耐高盐性能,是石油钻采高盐深井的理想泥浆降失水剂。

本发明属石油钻井泥浆添加剂。

石油开采过程,油井的钻采随地层深度的增加而温度上升,据报导,井深每增加百米,温度将上升3℃。因此,钻采6000米深井,井底温度可高达180℃,为此钻采深井要求降失水剂具有较好的抗高温性能。

目前一般耐高温有机高分子化合物多为环状化合物,如美国四大泥浆公司之一的米尔钦公司生产有苯乙烯与马来酸酐共聚物耐高温处理剂,但该共聚物耐盐能力较差,且合成时要求单体纯度较高。

油包水乳化泥浆是另一类型的抗高温降失水泥浆,它是以分散相为水滴(20~70%),分散介质为油料(柴油、煤油等),通过加入一定量的有机粘土、乳化剂等形成稳定的乳化液。这种乳化泥浆适用于深井钻采,具有一定的抗盐能力,但成本较高,且使用能源原料。

目前,国内外耐饱和盐水泥浆添加剂有FCLS-CMC(铁铬木质素磺酸盐-羧甲基纤维素)泥浆,煤碱液(由褐煤、烧碱配制)泥浆等。这些泥浆使用时往往要加入原油或柴油(占泥浆量的10~20%),增加处理泥浆的成本,更为重要的是这类降失水剂不能耐高温(只能在140℃以下使用)。

磺化酚醛类树脂是一种抗高温耐高盐较理想的降失水剂。目前国内使用的SMP(2)(重庆合成化工厂生产),其配方为:

苯酚 1(摩尔)

甲醛 1

磺化剂 1(其中甲醛1摩尔,焦硫酸钠0.5摩尔,水约40毫升)

抗失水剂SMP(2)具有抗高温耐高盐性能,但其合成工艺条件复杂,需反复多次交替进行磺化和树脂化,每步反应都要严格控制终点,否则产物将中途报废。此外,SMP(2)在使用时要与处理剂SMC(磺甲基褐煤)、SMT(磺甲基丹宁)复配使用才能显示效果,而且用量较大,三种处理剂各需5%以上。其中SMC要用铬离水络合才能达到较好效果,而铬离子对油井产生污染危害人体健康。

英国专利GB1363871及其补充专利GB1363872、US3956140是关于磺化酚醛树脂类泥浆降失水剂制造方法的专利,现将US3956140专利为例,其制造方法为:将蒸馏苯酚1摩尔,亚硫酸氢钠0.25摩尔,亚硫酸钠0.25摩尔,水18毫升,一起加入带有冷凝管、搅拌器的反应器中,在119℃加热10分钟后冷却,加入尿素0.5摩尔,加水25毫升,在109℃加热10分钟,后又加水25毫升,控制在107℃加热5分钟,再加入水25毫升,在106℃加热5分钟,然后加水25毫升,在104℃加热5分钟,最后加水125毫升,终产物pH为10.2。该法制造工艺流程相当复杂,不易控制。另方面该法制得的树脂只适用于海水泥浆,不适用于饱和盐水泥浆。

本发明是针对目前磺化酚醛树脂类产品的合成路线长、工艺条件复杂的缺点,提供一种合成工艺条件简便的合成方法,投料采用一次全部加入法,就大大简化了工艺流程,另方面在原料中加入一定比例的磺化苯酚,使合成出来的树脂具有较多的磺酸基数目,而不需经多次磺化,制得的产品具有优良的抗高温、耐饱和盐水的降失水性能。

下面是本发明的合成方法。

将下述原料(单位为摩尔):

尿素 0.3~0.4

苯酚 0.45~0.60

磺化苯酚 0.45~0.55

亚硫酸钠 0.4~0.5

甲醛 1.6~1.9

水 170~215(毫升)

全部加入反应器中,在搅拌下加热至110~140℃,回流2~3小时,树脂粘度增大,即停止反应,出料,产物的pH=9。

磺化尿-酚醛树脂(Sup)的泥浆性能数据列于表一和表二。

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