CN102965085A - 植物胶钻井液处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的植物胶钻井液处理剂及其制备方法，是将刨花楠木材经过清洗除杂、刨片、干燥、细粉碎和清除粗纤维过程，得到刨花楠植物胶，再将其与膨润土、碳酸钠、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素搅拌混合均匀，制得植物胶钻井液处理剂。本发明的主要原料刨花楠植物胶廉价易得，具有良好的产业化前景，可取代目前大量使用的瓜尔胶钻井液处理剂。将本发明提供的植物胶钻井液处理剂应用于钻井工程领域，其抑制能力强，降滤失效果好，润滑性能优越，还具有绿色环保和可再生的特性，开发利用前景广阔。

Description

植物胶钻井液处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种植物胶钻井液处理剂及其制备方法。

背景技术

在钻井工程中因钻井液护壁堵漏失误引发的事故频繁发生，尤其在勘探金属、煤炭、石油、天然气矿床时钻孔漏失尤为严重，因此，钻井液工艺技术是钻探工程中的关键环节。随着钻井深度与难度的逐渐加大，该项技术在保障安全、优质、快速钻探中起着越来越重要的作用。钻井液处理剂是用于改善和稳定钻井液性能，或为满足钻井某种需要而加入的化学添加剂，它是钻井液的核心组分，往往加量很少就能对钻井液性能改善产生极大影响。

目前，在石油钻井工程中主要使用的是由美国大西洋炼油公司早在1957年提交、1962年注册的专利瓜尔胶作为钻井压裂液凝胶材料，其优点是滤失量小，悬浮能力强。但我国每年需大量从国外进口，价格十分昂贵，每吨在3万元以上。

近十年来，我国科研及生产企业相继开发了多种植物胶钻井液处理剂，原料大多取自植物的树叶、根茎、或树皮等，由于采集困难而难以实现规模化产业生产，无法满足钻探工程需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主要原料廉价易得、有利于产业化生产的植物胶钻井液处理剂及其制备方法。

本发明提供的植物胶钻井液处理剂，按重量百分比由以下组分组成：

刨花楠植物胶            60%～80%

膨润土                  8%～15%

碳酸钠                  5%～10%

聚丙烯酰胺              5%～10%

羧甲基纤维素            2%～5%。

作为本发明的植物胶钻井液处理剂的进一步改进，其按重量百分比由以下组分组成：

刨花楠植物胶            70%

膨润土                  10%

碳酸钠                  10%

聚丙烯酰胺              5%

羧甲基纤维素            5%。

本发明提供的植物胶钻井液处理剂的制备方法，包括以下步骤：

a. 将刨花楠木材清洗除杂；

b. 将步骤a得到的精选刨花楠木材刨成长度为20～50mm的片状小块料；

c. 将步骤b得到的刨花楠小块料在20～50℃温度下干燥5～8小时，使其含水率降至8%以下；

d. 将步骤c得到的刨花楠小块料在20～50℃温度下细粉碎；

e. 将步骤d得到的细粉碎的刨花楠木粉通过孔径为0.154～0.180 mm的筛子，清除粗纤维，得刨花楠植物胶；

f. 将步骤e得到的刨花楠植物胶与膨润土、碳酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素搅拌20～30分钟至混合均匀，得植物胶钻井液处理剂。

上述制备方法中，将刨花楠小块料低温干燥和低温细粉碎的目的都是防止刨花楠植物胶在高温下降解，保持刨花楠植物胶的植物多糖成分。

本发明所选用的主要原料刨花楠植物胶，取自刨花楠木材，该树产于中国南方多个省区，采伐、收集和运输便利，且其含有高达27%以上的植物胶成分，因此本发明的主要原料廉价易得，具有良好的产业化前景，可取代目前大量使用的瓜尔胶钻井液处理剂。将本发明提供的植物胶钻井液处理剂应用于金属、煤炭、石油、天然气矿床等钻井工程领域，其抑制能力强，降滤失效果好，润滑性能优越，还具有绿色环保和可再生的特性，开发利用前景广阔。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，以下用实施例予以说明。需要说明的是，以下实施例仅作为列举，不应视为对本发明的范围的限制。

实施例1  采伐株洲市茶陵县采伐的树龄5年生的刨花楠木材，用高压水泵冲洗除杂，再用鼓式刨片机刨成长度为20～50mm的片状小块料，将上述刨花楠木材小块料输送到低温干燥窑内20℃温度下干燥8小时，使其含水率降至6%，再用控温木粉机在50℃温度下细粉碎后通过孔径为0.180mm的筛子，清除粗纤维，得刨花楠植物胶；将其与膨润土、碳酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素按70%:10%:10%:5%:5%的重量百分比投入搅拌机，搅拌30分钟至混合均匀，得植物胶钻井液处理剂，将其包装成25㎏/袋的成品，于干燥常温下保存。对本实施例制得的植物胶钻井液处理剂进行性能参数检测的结果为：表现粘度19.1mPa·s，塑性粘度8.5mPa·s，动切力4.7Pa，滤失量14.5ml，胶体率100%。测试结果说明，本实施例制得的植物胶钻井液处理剂抑制能力强，降滤失效果好，润滑性能优越，满足钻井工程领域的钻井液处理剂性能要求，同时本实施例的植物胶钻井液处理剂制备方法中刨花楠植物胶廉价易得，因此本实施例制得的植物胶钻井液处理剂可取代目前大量使用的价格昂贵的瓜尔胶钻井液处理剂，具有良好的产业化前景。

实施例2  与实施例1不同的是，刨花楠木材的树龄8年生，30℃温度下干燥7小时，使其含水率降至7%，在40℃温度下细粉碎后通过孔径为0.160mm的筛子，各组分含量如下表1所示，搅拌25分钟至混合均匀。性能参数检测的结果如下表1所示。

实施例3  与实施例1不同的是，刨花楠木材的树龄10年以上生，40℃温度下干燥6小时，使其含水率降至8%，在30℃温度下细粉碎后通过孔径为0.154mm的筛子，各组分含量按下表1所示，搅拌20分钟至混合均匀。性能参数检测的结果如下表1所示。

实施例4  与实施例1不同的是，50℃温度下干燥5小时，使其含水率降至8%，在20℃温度下细粉碎后通过孔径为0.154mm的筛子，各组分含量及性能参数检测的结果如下表1所示。

实施例5  与实施例1不同的是，各组分含量及性能参数检测的结果如下表1所示。

本发明的植物胶钻井液处理剂各组分含量在以下重量百分比范围内取值：刨花楠植物胶60%～80%，膨润土8%～15%，碳酸钠5%～10%，聚丙烯酰胺5%～10%，羧甲基纤维素2%～5%。下表1给出了实施例2-5中的各组分含量及对实施例2-5制得的植物胶钻井液处理剂进行性能参数检测的测试结果。各实施例的性能参数测试结果说明，本发明的植物胶钻井液处理剂抑制能力强，降滤失效果好，润滑性能优越，满足钻井工程领域的钻井液处理剂性能要求。

表1

各组分含量（重量百分比）及性能参数	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
					刨花楠植物胶	75%	80%	65%	60%
膨润土	10%	8%	15%	15%
					碳酸钠	7%	5%	8%	10%
聚丙烯酰胺	5%	5%	8%	10%
					羧甲基纤维素	3%	2%	4%	5%
表现粘度（mPa·s）	16.5	17	17.2	18.5
					塑性粘度（mPa·s）	8.8	12	15.5	14.8
动切力（Pa）	3.5	5	6	6.6
					滤失量（ml）	13.5	11.3	11	12.5
胶体率（%）	100%	100%	100%	100%

Claims (3)

1.一种植物胶钻井液处理剂，按重量百分比由以下组分组成：

刨花楠植物胶            60%～80%

膨润土                  8%～15%

碳酸钠                  5%～10%

聚丙烯酰胺              5%～10%

羧甲基纤维素            2%～5%。

2.如权利要求1所述的植物胶钻井液处理剂，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：

刨花楠植物胶            70%

膨润土                  10%

碳酸钠                  10%

聚丙烯酰胺              5%

羧甲基纤维素            5%。

3.一种如权利要求1所述的植物胶钻井液处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 将刨花楠木材清洗除杂；

b. 将步骤a得到的精选刨花楠木材刨成长度为20～50mm的片状小块料；

c. 将步骤b得到的刨花楠小块料在20～50℃温度下干燥5～8小时，使其含水率降至8%以下；

d. 将步骤c得到的刨花楠小块料在20～50℃温度下细粉碎；

e. 将步骤d得到的细粉碎的刨花楠木粉通过孔径为0.154～0.180 mm的筛子，清除粗纤维，得刨花楠植物胶；

f. 将步骤e得到的刨花楠植物胶与膨润土、碳酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素搅拌20～30分钟至混合均匀，得植物胶钻井液处理剂。