專利名稱：一種降失水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種聚合物合成領(lǐng)域，尤其涉及一種降失水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探或鉆井作業(yè)中，鉆頭在巨大的壓力和摩擦力作用下極易損壞，所以要在鉆井作業(yè)中使用鉆井液來保護鉆頭，但是鉆井液在壓力下會滲濾到地層土壤中造成流失，這個過程通常稱為“失水”。大量的失水進入土壤不僅會誘導(dǎo)井眼失穩(wěn)問題，而且會對油氣層產(chǎn)生損害，目前解決這一問題的方法就是在鉆井液中添加降失水劑，降失水劑可以全方位地堵塞鉆井液與土壤形成的泥餅中的毛細(xì)孔道，使其光滑而致密；增加泥餅負(fù)電荷密度使其形成強有力的極化水層；降失水劑分子吸附于粘土晶體顆粒側(cè)面與其形成橋聯(lián)縮小毛細(xì)孔徑；改善泥餅毛細(xì)孔道的濕潤性，所以降失水劑可以提高鉆井液的降失水能力。目前廣泛使用的降失水劑均使用水溶液聚合法或反相乳液聚合法，以水溶液聚合法為例，將水溶性原料溶解在水中形成水溶液，直接與油溶性單體進行聚合，由于界面接觸不完全，反應(yīng)效率低，而且水溶液聚合的反應(yīng)熱散發(fā)不均勻，造成水溶液中局部過熱現(xiàn)象， 局部過熱會使聚合物發(fā)生交聯(lián)，粘度增加，無法作為降失水劑使用；而反相乳液聚合法是將水溶性原料溶解在水溶液中然后通過乳化劑的分散在非極性液體中，形成油包水型的乳液，這樣避免了聚合過程中的局部過熱，但是使用反相乳液聚合方法制備的降失水劑不穩(wěn)定，長時間放置或在高溫高壓下會反相乳液聚合得到的降失水劑分層甚至塌降，影響降失水劑的性能?？垢邷胤浪凳畡┏哂谐Ｒ?guī)處理劑功能外，還具有較強的抑制頁巖膨脹分散能力，以滿足穩(wěn)定井壁、防塌、控制地層造漿的需要，但其在強分散地層中容易引起泥漿增粘，使其應(yīng)用受到很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種降失水劑的制備方法，制備一種耐高溫防塌降的降失水劑，提高耐鹽性并能夠應(yīng)用于強分散型土壤中。為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種降失水劑的制備方法，包括a)將苯酚、硫酸、三甲胺以及第一溶劑混合，發(fā)生反應(yīng)生成陽離子苯酚；b)將堿的水溶液、褐煤、第二溶劑混合反應(yīng)得到腐植酸鈉漿液；c)將所述腐植酸鈉漿液與陽離子苯酚、亞硫酸鈉、第三溶劑混合，發(fā)生聚合反應(yīng)得到降失水劑。優(yōu)選的，還包括d)將步驟C)得到的降失水劑進行干燥，得到固體產(chǎn)品。優(yōu)選的，所述第一溶劑為水與甲醛的混合物；所述第二溶劑為水；所述第三溶劑為甲醛。優(yōu)選的，步驟a)具體為al)按體積分?jǐn)?shù)計，將苯酚290-310份、水290-310份、三甲胺份、甲醛51 55份混合，得到第一混合溶液； a2)將13 13. 5份硫酸緩慢倒入所述第一混合溶液中，調(diào)節(jié)pH值為6 7，并在 60 65°C下反應(yīng)，得到陽離子化苯酚。優(yōu)選的，步驟b)具體為bl)按體積份數(shù)計，將水2480-2520份、褐煤785-810份，混合得到第二混合溶液；b2)在攪拌下，向所述第二混合溶液中緩慢加入250-270份堿的水溶液，在 70-80°C下反應(yīng)，得腐殖酸鈉漿液。優(yōu)選的，步驟C)具體為cl)按體積份數(shù)計，將所述腐植酸鈉漿液與所述陽離子苯酚混合，得到第三混合溶液；c2)向所述第三混合溶液中加入121-124份堿的水溶液、295-310份亞硫酸鈉、 740-760份甲醛水溶液，在130-135°C下聚合反應(yīng)4 5h，得到降失水劑。優(yōu)選的，所述甲醛水溶液中甲醛含量為37wt%。優(yōu)選的，所述堿的水溶液為氫氧化鈉的水溶液。優(yōu)選的，所述氫氧化鈉的水溶液中氫氧化鈉的含量為30wt%。優(yōu)選的，所述降失水劑分子鏈中含有磺酸基團。本發(fā)明提供了一種降失水劑的制備方法，包括a)將苯酚、硫酸、三甲胺以及第一溶劑混合，發(fā)生反應(yīng)生成陽離子苯酚；b)將堿的水溶液、褐煤、第二溶劑混合反應(yīng)得到腐植酸鈉漿液；c)將所述腐植酸鈉漿液與陽離子苯酚、亞硫酸鈉、第三溶劑混合，發(fā)生聚合反應(yīng)得到降失水劑。本發(fā)明提供的降失水劑首先將苯酚陽離子化，然后與腐植酸鈉漿液混合經(jīng)過聚合反應(yīng)后得到降失水劑，在降失水劑分子中既有腐植酸基團又有磺化苯酚基團，分子鏈較長，磺酸基對土壤中的各種金屬離子具有很強的抑制和耐受作用，使泥漿粘度不會提升，鉆井液與土壤形成的泥餅致密，不易塌降。另外由于有苯環(huán)存在，所以本發(fā)明提供的制備方法制備的降失水劑還具有耐高溫耐高壓的特性。實驗結(jié)果證明，本發(fā)明制備方法制備的降失水劑在180 200°C高溫下性能穩(wěn)定，使用周期長，因此對高溫下的含鹽水敏地層尤為適用。另外，所述降失水劑還能提高鉆井液的動塑比，剪切稀釋性能，有效地提高鉆井液的攜帶巖屑的能力，達到最佳的井眼清潔效果。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點而不是對本發(fā)明專利要求的限制。本發(fā)明提供了一種降失水劑的制備方法，包括a)將苯酚、硫酸、三甲胺以及第一溶劑混合，發(fā)生反應(yīng)生成陽離子苯酚；b)將堿的水溶液、褐煤、第二溶劑混合反應(yīng)得到腐植酸鈉漿液；c)將所述腐植酸鈉漿液與陽離子苯酚、亞硫酸鈉、第三溶劑混合，發(fā)生聚合反應(yīng)得到降失水劑。在鉆井或石油等勘探行業(yè)中，隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及土壤成分的不同，需要使用不同的降失水劑以及其他方式來提高對鉆井液與土壤形成的泥餅中的毛細(xì)孔道的能力，所以降失水劑的選擇至關(guān)重要，在一些土壤中Mg、Ca、Na、K、Al等金屬離子含量豐富，這些金屬離子會降低鉆井液與土壤形成泥餅的速度，提高泥漿粘度，限制了降失水劑的應(yīng)用。本發(fā)明制備的降失水劑通過陽離子苯酚與腐植酸鈉的聚合，得到以腐植酸為和磺化苯酚為主鏈的降失水劑，磺化苯酚中含有磺酸基團，磺酸基團能夠防止土壤中的金屬離子與降失水劑作用使泥漿粘度增加，使鉆井液與土壤形成的泥餅更加密實，提高所述泥餅的硬度，能夠在強分散型土壤中使用。另外降失水劑分子中的磺化苯酚基團使所述降失水劑耐高溫。按照本發(fā)明，所述陽離子苯酚如式I所示
權(quán)利要求
1.一種降失水劑的制備方法，其特征在于，包括a)將苯酚、硫酸、三甲胺以及第一溶劑混合，發(fā)生反應(yīng)生成式I所示的陽離子苯酚；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括d)將步驟c)得到的降失水劑進行干燥，得到固體產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一溶劑為水與甲醛的混合物； 所述第二溶劑為水；所述第三溶劑為甲醛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟a)具體為al)按體積分?jǐn)?shù)計，將苯酚290-310份、水290-310份、三甲胺份、甲醛51 55份混合， 得到第一混合溶液；a2)將13 13. 5份硫酸緩慢倒入所述第一混合溶液中，調(diào)節(jié)pH值為6 7，并在60 65°C下反應(yīng)，得到陽離子化苯酚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)具體為bl)按體積份數(shù)計，將水2480-2520份、褐煤785-810份，混合得到第二混合溶液； b2)在攪拌下，向所述第二混合溶液中緩慢加入250-270份堿的水溶液，在70-80°C下反應(yīng)，得腐殖酸鈉漿液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c)具體為cl)按體積份數(shù)計，將所述腐植酸鈉漿液與所述陽離子苯酚混合，得到第三混合溶液； c2)向所述第三混合溶液中加入121-124份堿的水溶液、295-310份亞硫酸鈉、740-760 份甲醛水溶液，在130-135°C下聚合反應(yīng)4 5h，得到降失水劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，所述甲醛水溶液中甲醛含量為37wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述堿的水溶液為氫氧化鈉的水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉的水溶液中氫氧化鈉的含量為30wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述降失水劑分子鏈中含有磺酸基團。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種降失水劑的制備方法，包括a)將苯酚、硫酸、三甲胺以及第一溶劑混合，發(fā)生反應(yīng)生成陽離子苯酚；b)將堿的水溶液、褐煤、第二溶劑混合反應(yīng)得到腐植酸鈉漿液；c)將所述腐植酸鈉漿液與陽離子苯酚、亞硫酸鈉、第三溶劑混合，發(fā)生聚合反應(yīng)得到降失水劑。本發(fā)明提供的降失水劑首先將苯酚陽離子化，然后與腐植酸鈉漿液混合經(jīng)過聚合反應(yīng)后得到降失水劑，在降失水劑分子中既有腐植酸基團又有磺化苯酚基團，分子鏈較長，磺酸基對土壤中的各種金屬離子具有很強的抑制和耐受作用，使泥漿粘度不會提升，鉆井液與土壤形成的泥餅致密，不易塌降。另外由于有苯環(huán)存在，所以本發(fā)明提供的制備方法制備的降失水劑還具有耐高溫耐高壓的特性。
文檔編號C09K8/487GK102311726SQ20111015285
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者關(guān)紅偉, 姚杰, 王忠交, 馬禮俊 申請人:河南金馬石油科技有限責(zé)任公司