一種兩性酚醛樹脂高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田化學(xué)鉆井液處理劑技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種兩性酪醒樹脂高溫鉆 井液降濾失劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油資源的匿乏同時(shí)又要滿足人們生產(chǎn)生活的需要，對(duì)深井和超深井油氣的 開發(fā)已經(jīng)成為必然。但由于深井、超深井井下溫度和壓力較高，地層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鉆井過(guò) 程中經(jīng)常會(huì)遇到高壓油氣層和鹽水層，W及人們對(duì)鉆井完井液性能不穩(wěn)定、濾失量過(guò)高等 技術(shù)難題難W解決，在鉆井作業(yè)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常發(fā)生井下巧塌和卡鉆等井下復(fù)雜事故，給鉆 井工作帶來(lái)了極大的不便，使得深部地層的油氣資源并不能很好的服務(wù)于人類，因此研究 高溫鉆井液特別是對(duì)油田化學(xué)品降濾失劑的研制已成為一個(gè)急需解決的重要課題。
[0003] 橫化酪醒樹脂（SM巧是一種良好的抗高溫、抗鹽降濾失劑，對(duì)我國(guó)深井及超深井 鉆井工作的發(fā)展起到了重要作用。鉆井液中橫化酪醒樹脂主要依靠范德華力吸附在帶負(fù)電 荷的粘±顆粒表面，吸附熱小，吸附量小，但隨著現(xiàn)階段鉆井深度的增加，井下溫度越來(lái)越 高，吸附作用隨鉆井液溫度的升高變得不穩(wěn)定，易脫附。后來(lái)研究和改進(jìn)，使用橫化酪醒樹 脂時(shí)配合加入銘離子（化2O，通過(guò)金屬陽(yáng)離子的絡(luò)合作用，可使橫化酪醒樹脂對(duì)粘±顆粒的 吸附量得到顯著提升，從而提升了其抗高溫性能，但引入重金屬離子會(huì)對(duì)地層造成傷害，且 嚴(yán)重污染環(huán)境，如若不添加銘離子，現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用中橫化酪醒樹脂的添加量會(huì)非常大，會(huì)出現(xiàn) 處理劑利用率低、浪費(fèi)原材料、成本高等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述不足之處而提供的一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑及其 制備方法，該制備方法采用分段法合成不同反應(yīng)階段的中間體，通過(guò)中間體再合成目標(biāo)產(chǎn) 物，制備方法簡(jiǎn)單，收率高，成本低，制備出的兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑在使用量 較低的情況下能達(dá)到較高的抗溫、抗鹽能力。 陽(yáng)〇化]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑，其制備方法包括W下步驟：
[0007] (1)陽(yáng)離子化線性樹脂的制備
[0008] 將苯酪、甲醒、大麥芽堿按摩爾比10:10-15:1-2加入反應(yīng)容器中，常溫下攬拌均 勻，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液抑值為3-4后升溫至70-80°C，在此溫度下攬拌回流反應(yīng)60-90min， 待試液變渾濁后即可；
[0009] (2)橫甲基化劑的制備
[0010] 稱取等質(zhì)量的焦亞硫酸鋼和蒸饋水混合，攬拌下滴加甲醒溶液，滴加完畢后將水 浴溫度升至50-60°C，恒溫反應(yīng)地；其中甲醒與焦亞硫酸鋼的摩爾比為1. 5-2. 5:1 ; W11] 做兩性離子型酪醒樹脂的制備 陽(yáng)01引將烙融狀態(tài)下的苯酪和橫甲基化劑W摩爾比為1:0.8-1.2混合，用20%氨氧化鋼 水溶液調(diào)節(jié)溶液抑值為9-10, 70°C下攬拌反應(yīng)40min后滴加甲醒溶液，然后70°C恒溫?cái)埌?反應(yīng)20min，接著加入陽(yáng)離子化線性樹脂，將溫度升至95-100°C，恒溫反應(yīng)2-化，再補(bǔ)加一 定量甲醒溶液，恒溫反應(yīng)30min，反應(yīng)期間維持體系抑值為9-10,待反應(yīng)產(chǎn)物變?yōu)榧t棟色透 明溶液即可，然后冷卻至室溫后，避光滴加艦甲燒溶液，室溫?cái)埌璞?，得兩性酪醒樹脂高?鉆井液降濾失劑；其中，所添加苯酪與陽(yáng)離子化線性樹脂的摩爾比為10:1-2,苯酪與甲醒 總量的摩爾比為1:1-2,艦甲燒與大麥芽堿的摩爾比為3-6:1。
[0013] 反應(yīng)過(guò)程中所使用的甲醒是濃度為36% -40%的甲醒溶液。
[0014] 反應(yīng)方程式為：
[0015]
[0016] 本發(fā)明提供的一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法，具有W下幾 種有益效果：
[0017] (1)目前普遍使用的橫化酪醒樹脂（SMP)只有陰離子基團(tuán)，因此其應(yīng)用受到一定 的限制，本發(fā)明引入了陽(yáng)離子基團(tuán)到橫化酪醒樹脂上，使得降濾失劑既有陰離子基團(tuán)又有 陽(yáng)離子基團(tuán)，提高了吸附量W及抗溫能力，拓寬了降濾失劑的使用范圍，即從中深井拓展到 涂井、超涂井。
[0018] (2)現(xiàn)有的合成反應(yīng)采用一次投料，即將所有原料全部加入到反應(yīng)蓋中反應(yīng)，此工 藝加料頻繁且反應(yīng)速率不易控制，而本發(fā)明采用分段法即合成不同階段中間體，然后采用 中間體再合成目標(biāo)產(chǎn)物，本發(fā)明解決了不同反應(yīng)之間相互干擾的問題，提高收率的同時(shí)能 夠獲得質(zhì)量要求的目標(biāo)物質(zhì)。
[0019] (3)本發(fā)明中通過(guò)陽(yáng)離子靜電吸附及氨鍵吸附增加了帶負(fù)電粘±表面的吸附量， 在保持鉆井液抗高溫、抗鹽性能的同時(shí)降低了處理劑的用量，是一種性能良好，能夠推廣應(yīng) 用到各種復(fù)雜高溫深井的新型降濾失劑。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑的紅外光譜圖；
[002U圖2為兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑（實(shí)施例1樣品）放大1000倍的SEM圖；
[0022] 圖3為添加5%兩性酪醒樹脂（實(shí)施例1樣品）的橫泥漿"在200°C條件下老 化1化后的泥餅表面SEM圖片；其中圖3-1和圖3-3為添加5%兩性酪醒樹脂（實(shí)施例1 樣品）的橫泥漿"在200°C條件下老化1化后泥餅表面同一部位分別放大2000、5000倍 的SEM圖片；圖3-2和圖3-4為添加5%兩性酪醒樹脂（實(shí)施例1樣品）的橫泥漿"在 200°C條件下老化1化后泥餅表面同一部位分別放大5000、10000倍的SEM圖片。
【具體實(shí)施方式】 陽(yáng)〇2引 實(shí)施例1
[0024] 一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑，其制備方法包括W下步驟：
[00巧](1)陽(yáng)離子化線性樹脂的制備
[00%] 分別取苯酪、甲醒、大麥芽堿10. 8g、9. 8g、2.Og加入反應(yīng)容器中，常溫下攬拌均 勻，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液抑值為3后升溫至80°C，在此溫度下攬拌回流反應(yīng)60min，此時(shí)溶液 變渾濁，備用；
[0027] 似橫甲基化劑的制備
[0028] 取26. 5g焦亞硫酸鋼與26. 5g蒸饋水混勻，攬拌下滴加21. 2g甲醒溶液，滴加完畢 后將水浴溫度升至50°C，恒溫反應(yīng)4h;因?yàn)榉磻?yīng)放熱，因此甲醒要逐滴加入，不可一次性加 入；
[0029] (3)兩性離子型酪醒樹脂的制備
[0030] 將25. 2g烙融狀態(tài)下的苯酪加入步驟（2)制備的橫甲基化劑中，用20%氨氧化鋼 水溶液將體系抑調(diào)至9,70°C下攬拌反應(yīng)40min后滴加甲醒溶液17. 6g，甲醒滴加完畢后， 70°C恒溫?cái)埌?0min，接著加入步驟（1)制備的陽(yáng)離子化線性樹脂，將溫度升至l〇〇°C，恒溫 反應(yīng)化，隨后向體系補(bǔ)加12. 6g甲醒溶液，恒溫反應(yīng)至體系變?yōu)榧t棟色透明溶液即可，反應(yīng) 期間維持體系抑值為9,最后將溶液冷卻至室溫，避光滴加7. 5mL艦甲燒，室溫?cái)埌璞龋?兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑。 陽(yáng)0川實(shí)施例2
[0032] 一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑，其制備方法包括W下步驟：
[0033] (1)陽(yáng)離子化線性樹脂的制備
[0034] 分別取苯酪、甲醒、大麥芽堿16. 2g、15.lg、28. 5g加入反應(yīng)容器中，常溫下攬拌均 勻，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液抑值為3后升溫至75°C，在此溫度下攬拌回流反應(yīng)60min，此時(shí)溶液 變渾濁，備用；
[0035] 似橫甲基化劑的制備
[0036] 取26. 5g焦亞硫酸鋼與26. 5g蒸饋水混勻，攬拌下滴加21. 2g甲醒溶液，滴加完畢 后將水浴溫度升至50°C，恒溫反應(yīng)4h;因?yàn)榉磻?yīng)放熱，因此甲醒要逐漸滴加，不可一次性加 入；
[0037] (3)兩性離子型酪醒樹脂的制備 陽(yáng)03引將25. 2g烙融狀態(tài)下的苯酪加入步驟似制備的橫甲基化劑燒瓶中，用20%氨氧 化鋼水溶液將體系抑調(diào)至10,70°C下攬拌反應(yīng)40min后滴加甲醒溶液17. 6g，甲醒滴加完 畢后，70°C恒溫?cái)埌?0min，接著加入步驟（1)制備的陽(yáng)離子化線性樹脂，將溫度升至95°C， 恒溫反應(yīng)化，隨后向體系補(bǔ)加12. 6g甲醒溶液，恒溫反應(yīng)至體系變?yōu)榧t棟色透明溶液即可， 反應(yīng)期間維持體系抑值為10,最后將溶液冷卻至室溫，避光滴加7. 5mL艦甲燒，室溫?cái)埌?比，得兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑，其制備方法包括W下步驟：
[0041] (1)陽(yáng)離子化線性樹脂的制備
[0042] 分別取苯酪、甲醒、大麥芽堿16. 2g、15.lg、28. 5g加入反應(yīng)容器中，常溫下攬拌均 勻，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液抑值為4后升溫至70°C，在此溫度下攬拌回流反應(yīng)60min，此時(shí)溶液 變渾濁，備用；
[0043] (2)橫甲基化劑的制備
[0044] 取22. 5g焦亞硫酸鋼與22. 5g蒸饋水混勻，攬拌下滴加18. 2g甲醒溶液，滴加完畢 后將水浴溫度升至50°C，恒溫反應(yīng)地；因?yàn)榉磻?yīng)放熱，因此甲醒要逐漸滴加，不可一次性加 入；
[0045] (3)兩性離子型酪醒樹脂的制備
[0046] 將21. 2g烙融狀態(tài)下的苯酪加入步驟（2)制備的橫甲基化劑燒瓶中，用20%氨 氧化鋼水溶液將體系抑調(diào)至10,70°C下攬拌反應(yīng)40min后滴加甲醒溶液14. 6g，甲醒滴 加完畢后，7(TC恒溫?cái)埌?0min，接著加入步驟（1)制備的陽(yáng)離子化線性樹脂，將溫度升至 100°C，恒溫反應(yīng)化，隨后向體系補(bǔ)加9. 6g甲醒溶液，恒溫反應(yīng)至體系變?yōu)榧t棟色透明溶液 即可，反應(yīng)期間維持體系抑值為10,最后將溶液冷卻至室溫，避光滴加6. 3血艦甲燒，室溫 攬拌比，得兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑。 W47] 實(shí)施例4
[0048] 一種兩性酪醒樹脂高溫鉆井液降濾失劑，其制備方法包括W下步驟：
[0049] (1)陽(yáng)離子化線性樹脂的制備
[0050] 分別取苯酪、甲醒、大麥芽堿10.8g、10.lg、19.0g加入反應(yīng)容器中，常溫下攬拌均 勻，并用鹽酸調(diào)節(jié)溶液抑值為3后升溫至70°C，在此溫度下攬拌回流反應(yīng)60min，此時(shí)溶液 變渾濁，備用；
[0051] 似橫甲基化劑的制備
[0052] 取22. 5g焦亞硫酸鋼與22. 5g蒸饋水混勻，攬拌下滴加18. 2g甲醒溶液，滴加完畢 后將水浴溫度升至50°C，恒溫反應(yīng)4h;因?yàn)榉磻?yīng)放熱，因此甲醒要逐漸滴加，不可一次性加 入；
[0053] (3)兩性離子型酪醒樹脂的制備
[0054] 將23. 2g烙融狀態(tài)下的苯酪加入步驟（2)制備的橫甲基化劑燒瓶中，用20%氨 氧化鋼水溶液將體系抑調(diào)至10,70°C下攬拌反應(yīng)40min后滴加甲醒溶液14.6g，甲醒滴 加完畢后，7(TC恒溫?cái)埌?0