CN105419752A

CN105419752A - 一种利用厌氧发酵沼渣制备水基钻井液降滤失剂的淤浆工艺方法

Info

Publication number: CN105419752A
Application number: CN201510868061.4A
Authority: CN
Inventors: 周风山; 闫振; 朱夏雷; 李德华; 刘芳; 薛伟; 张以河
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: CN105419752B

Abstract

本发明涉及一种油田钻井液用环境友好型降滤失剂及其制备方法和用途，该降滤失剂的原料组成包括：天然高分子混合物沼渣、天然植物纤维、碱化剂、有机溶剂、醚化剂、抗氧化剂，以及交联剂。根据本发明制备的降滤失剂具有良好的抗温抗盐能力，且价格低廉，生产与使用过程中均环境友好，可有效应用于淡水、盐水及复合盐水钻井液体系中。

Description

一种利用厌氧发酵沼渣制备水基钻井液降滤失剂的淤浆工艺方法

技术领域

本发明属于油田水基钻井液用处理剂领域，以及厌氧发酵沼渣的高值化工利用领域。具体涉及石油钻井中使用的一种环境友好型的抗温抗盐降滤失剂及其制备方法和用途。

背景技术

随着石油工业的发展和石油需求的不断增长，油气勘探开发逐渐向深部地层和海上发展，钻井工程的难度越来越大，日益增加的环境压力对环保型水基钻井液和钻井液处理剂的生物可降解性提出了更高要求。水基钻井液是由水、膨润土、无机和有机处理剂、岩屑和一些矿物材料等组成的复杂高分子悬浮液体系，被称为钻井的“血液”，在油气钻井工程中起着不可或缺的重要作用。

降滤失剂作为水基钻井液的重要处理剂之一，起控制滤失量、稳定井壁、在渗透层渗滤面上形成薄韧致密的泥饼等作用，能够有效防止钻井液中的液体向地层中渗滤引起地层粘土矿物膨胀，以致井眼垮塌或伤害油气储层，对保证安全、快速、高效钻井起着重要作用。

在钻井液处理剂中，降滤失剂用量最大，且种类繁多，主要为天然材料或天然材料改性产物和合成聚合物类。天然材料或天然材料改性产物包括腐植酸、纤维素、木质素、淀粉类及其衍生物等；合成聚合物主要以烯类单体聚合物类、合成树脂类等为主，但受单体种类多、聚合物结构复杂、相对分子质量多变、价格很高等条件的限制，此类合成聚合物现场应用较少。工业应用较多的降滤失剂主要是各类改性天然高分子材料。

尽管天然材料作为降滤失剂，价廉易得，但由于天然材料的结构和基团限制，在抗温、抗盐性能方面不能满足需要。利用天然产物中丰富的活性基团，通过高分子化学反应、接枝共聚等处理，在保持材料原本性能的同时，提高了产物的抗温抗盐能力，使其在石油钻井中得到了广泛应用。经过改性的腐植酸类降滤失剂一般抗温性能优越，但抗盐性较差；改性淀粉类与纤维素类降滤失剂，耐温达120℃左右，同时具有良好的耐盐性，可用于饱和盐水与海水中，但是改性淀粉的主要缺点是生物稳定性差，改性纤维素的生物稳定性比改性淀粉的要稍好一些；改性木质素一般与甲醛、苯酚、尿素、烯类单体等一起反应以制备树脂类降滤失剂，由于其含有大量的亲水基团，具有良好的耐温、耐盐、耐钙镁离子等性能，但是在使用中，此类改性树脂存在严重的起泡问题，要配合消泡剂使用。

对天然产物分子进行分子修饰，通过改变基团、侧链结构等手段，在保持天然产物环境友好的前提下，有望获得高性价比降滤失剂产品，专家们在这方面开展了大量研究工作。例如：

中国专利CN101255333A提出通过在反应中引入季铵型阳离子和交联剂以使其淀粉组合物达到具有阳离子淀粉、交联淀粉和糊化淀粉的优点，具有良好的抗温性，但是对于抗盐性却没有提及。中国专利CN101602938A提出的利用现有工艺与设备制备纤维素基降滤失剂的方法，仍旧不能解决有机溶剂使用量大、产品后处理等问题。中国专利CN103396515A提出了利用淀粉、酚类化合物、烯基酰胺、烯基磺酸为原料，油相溶液为连续相，在乳化剂、还原底物和氢受体底物催化作用下，制备出一种淀粉接枝共聚物降滤失剂，具有良好的抗温、抗盐、抗钙能力，但该方法对原材料的要求较为严格，反应过程复杂，大量烯类引入，不利于生物降解。中国专利CN103740342A提出了一种利用植物纤维、腈纶、磺甲基酚醛树脂共水解制备钻井液抗高温降滤失剂的方法，具有很好的抗温抗盐效果，但是其加入了大量的合成聚合物，不利于生物降解，并且产物的水溶性不好，会给使用过程中带来一定的问题，且成本较高。

受钻井成本控制约束，钻井承包商要求不断降低钻井液处理剂的成本。为此，有许多研究者从寻找廉价替代原料出发，开发出了以玉米秸秆、甘蔗渣、豆腐渣、淀粉渣、糠醛渣、原短棉绒等为原料的羧甲基纤维素衍生物。但是，这些工农业副产原材料往往要先经过复杂的预处理才能用于生产，而其生成物羧甲基纤维素衍生物的抗温和抗盐性却常常达不到石油钻井行业常用的低粘羧甲基纤维素钠(LV-CMC)或羧甲基淀粉(CMS)的使用质量标准要求，难以完全替代其用作水基钻井液的环保型降滤失剂。如中国专利CN102643631A提出了利用廉价的糠醛渣、木糖渣制备钻井液非渗透降滤失剂的方法，把糠醛渣、木糖渣碱化后与水溶性的高分子如纤维素衍生物、淀粉衍生物等混合均匀，能够显著降低成本，但糠醛渣、木糖渣的化学利用度低，且没有提到其抗温抗盐的效果。中国专利CN103861570A提出了一种新型甘蔗渣吸附材料及其制备方法，其中选用的甘蔗经过清洗、去皮、破碎、烘干、粉碎、过筛等，得到甘蔗渣粉末，再利用蛋白酶分解甘蔗渣中多余的蛋白质，之后再用碱液反应，用稀盐酸中和，烘干之后可以利用，总之预处理条件很复杂，影响了其高值化的利用。美国专利US7384892B2提出了利用原短棉绒制备降滤失剂CM-RCL，之后可以通过非离子基团或离子基团进行改性处理以获得其他的优异性能，如提高抗盐性、增加粘度、调节屈服值和凝胶强度等，取得了较好的效果，但是需要对原短棉绒在惰性气体中进行粉碎且要保留原有的纤维素高分子特征结构，再加上短棉绒价钱越来越高，导致该方法的成本越来越高。

随着生物质能源的迅猛发展，大型沼气工程厌氧发酵后的残余物沼渣资源也越来越丰富，目前主要是作为有机堆肥、饲料添加剂等使用，其附加值较低，并存在污染、浪费、安全等问题，如沼渣在作有机堆肥时造成当地土壤富营养化、水污染等问题，在作饲料添加剂时对于其含有抗生素类物质及其对人畜健康影响的问题仍需进一步的研究。

通过本发明人锐意研究发现，粮基糟渣经过厌氧发酵之后产生的沼渣，大部分的糖类已经消耗殆尽，一部分剩余木质素、纤维素、半纤维素已呈疏离状态，微生物作用使沼渣小颗粒呈严重不规则形状，结构相互之间结合比较松散，结晶度降低很多，表面及内部产生了大量的空洞及裂缝，有利于化学试剂向其结构内部的渗透，大大提高了化学反应活性，非常适合做化学反应的原材料。同时，一些废弃的天然植物纤维，如废弃的竹纤维，造纸厂废弃的纸浆纤维，纺织厂废弃的棉纤维等，具有很高的纤维素含量，同时也含有少量的纤维素、木质素等类物质，具有很高的利用价值。此类优点导致其可以不经过组分分离，直接以沼渣与天然植物纤维的混合物为原料经由不同的物理—化学工艺处理，深加工为具有较高抗温抗盐能力的高性价比天然高分子降滤失剂，在解决部分环境问题的同时，也能为生物质沼渣及废弃植物纤维创造更高的经济效益。

表1是贵州茅台酒厂白酒酒糟经厌氧发酵制沼气之后的残渣的主要化学成分，可以看出，作为天然高分子混合物的沼渣，其主要成分是未及充分厌氧发酵的剩余木质素、纤维素、半纤维素等物质。

表1：一种白酒酒糟厌氧发酵沼渣的主要组成成分(wt％)

表2是几种常用的植物纤维的化学成分表，其化学成分因同种植物不同的品种而略有差异，但其大多都处于一个较窄范围之内，可以看出，来源于天然植物的废弃纤维原料，其主要成分是纤维素、半纤维素、木质素等物质，其中纤维素含量总体来说比较高。

表2：几种天然植物纤维原料的主要组成成分(wt％)

发明内容

针对现有天然高分子降滤失剂实际使用中普遍存在的抗温抗盐能力不足的缺陷，本发明要解决的问题是寻找廉价的原材料，进而找到一种合适的制备方法来合成一种环境友好型的抗温抗盐降滤失剂，该降滤失剂应该具有环境友好、降滤失性能优越、有一定的抗温抗盐能力、价格低廉等特点，性能达到LV-CMC的标准，优于CMS(羧甲基淀粉)，应用于淡水、盐水及复合盐水钻井液体系中。

为此，本发明是通过这样的技术路线实现的：通过对沼渣中主要含有的纤维素、半纤维素、木质素等天然高分子进行醚化改性，形成具有一定水溶性的天然改性高分子混合物；天然植物纤维起到补充原材料沼渣中纤维素的作用，并能参与化学改性反应；抗氧化剂起到防止天然高分子材料氧化降解的作用；交联剂将天然改性高分子混合物与天然植物纤维以及部分被改性的植物纤维进行交联反应，形成一定的空间网状结构，进而提高本发明降滤失剂的抗温抗盐能力，应用于淡水、盐水及复合盐水钻井液体系中。

经过本发明人的锐意研究，发明并提供了一种环保型钻井液降滤失剂，其由价格低廉的原材料组合制成，具体而言，其原料组成包括：

天然高分子混合物沼渣、天然植物纤维、碱化剂、有机溶剂、醚化剂、抗氧化剂，以及交联剂。

其中各原料组成及各自的质量配比为：

天然高分子(或其混合物)沼渣，8～30份，优选10～25份，更优选15～25份，

天然植物纤维，2～10份，优选3～8份，更优选5～8份，

碱化剂，5～20份，优选8～16份，更优选10～16份，

有机溶剂，100～500份，优选150～300份，更优选180～250份，

醚化剂，5～20份，优选8～16份，更优选10～16份，

抗氧化剂，0.5～8份，优选1～5份，更优选2～4份，

交联剂，0.5～8份，优选1～5份，更优选2～4份，

本发明人所提到的上述这些组分进一步特征包括：

所述天然高分子混合物沼渣为粮基糟渣厌氧发酵后的残渣，

所述天然植物纤维为天然竹纤维、天然木纤维、天然棉纤维等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，

所述碱化剂为氢氧化钠、氢氧化钾等强碱性无机试剂，

所述有机溶剂为水与小分子醇类的混合溶剂，所述有机溶剂优选为水与甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇等一种或两种或两种以上组成的混合溶剂，其中水所占的质量百分比为5％～20％，但是从性价比及合成工艺的便捷性安全性等考虑，所述小分子醇类优选乙醇和异丙醇，

所述醚化剂用于化学改性，为氯乙酸、氯乙酸钠中的一种或两种，

所述抗氧化剂防止天然高分子被氧化，为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，但是从所制得的交联高分子的抗盐性考虑，优选亚硫酸钠，

所述交联剂使聚合物形成网状结构，为水溶性硅酸盐类、硅烷偶联剂、甲醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，但是从所制得的交联高分子的抗盐性考虑，优选水溶性硅酸盐，

经过本发明人的锐意研究，还进一步发明并提供了一种环保型降滤失剂的制备方法。其各原材料组成及其质量配比为：

天然植物纤维，2～10份，优选3～8份，更优选5～8份，

碱化剂，5～20份，优选8～16份，更优选10～16份，

有机溶剂，100～500份，优选150～300份，更优选180～250份，

醚化剂，5～20份，优选8～16份，更优选10～16份，

抗氧化剂，0.5～8份，优选1～5份，更优选2～4份，

交联剂，0.5～8份，优选1～5份，更优选2～4份，

所述制备方法包括以下步骤：

1)原材料预处理，将沼渣原材料进行初筛、粉碎和/或过筛；将天然植物纤维粉碎，优选部分粉碎，或使其部分呈松散状态；

2)称取预处理过的沼渣和天然植物纤维，并混合，

3)称取碱化剂、抗氧化剂、交联剂，溶解于配制有机溶剂的水中，待溶解均匀冷却后加入小分子醇类，得到反应溶液，

4)步骤2)混匀的固体加入到步骤3)得到的反应溶液中，搅拌，并进行碱化反应，

5)碱化完毕后于步骤4)得到的混合体系中加入醚化剂，升温并进行醚化反应，

6)醚化完毕后把步骤5)得到的混合物进行固液分离，

7)将步骤6)分离所得液体回收循环利用，将固体烘干和/或粉碎。

具体制备技术方案如下所述：

1)原材料预处理：将沼渣原材料进行初筛，去除里面的沙石等杂物，之后粉碎，过50～100目，优选55～80目，更优选60目的标准筛，备用；将天然植物纤维部分粉碎，或使其部分呈松散状态，备用；

2)称取上述配比预处理过的沼渣和天然植物纤维，混合均匀，

3)称取上述配比的碱化剂、抗氧化剂、交联剂，溶解于配制有机溶剂的水中，待溶解均匀冷却后加入上述配比的小分子醇类，得到均一的溶液，即为反应溶液，

4)步骤2)混匀的固体加入到步骤3)得到的反应溶液中，搅拌，10～60℃，优选15～45℃，更优选25～30℃条件下进行碱化反应数分钟至数小时，优选30min至3h，更优选45min至2h，例如60min，

5)碱化完毕后于步骤4)得到的混合体系中加入醚化剂，升温至60～95℃，优选70～85℃，更优选80～85℃进行醚化反应数分钟至数小时，优选30min至3h，更优选45min至2h，例如60min，

6)醚化完毕后把步骤5)得到的混合物进行固液分离，

7)将步骤6)分离所得液体回收循环利用，将固体置于70～120℃，优选85～110℃，更优选105～110℃下，烘干，粉碎。

通过本发明上述方法所制得如前所述的油田钻井液用环保型天然高分子降滤失剂，可以控制水化粘土体系空间结构，取得较好的抗温抗盐的降滤失性能。

因此，相比市场上现有的天然高分子降滤失剂LV-CMC与CMS等，本发明的油田钻井液用环保型天然高分子降滤失剂具有以下优点：

1、原料来源广泛，成本较为低廉；

2、对沼渣和废弃植物纤维进行高值化利用，并使其转变成具有一定附加值的产品，既经济又环保；

3、产品具有较好的抗温抗盐降滤失性能，其中常温淡水降滤失率在90％以上，老化后(120℃老化16h)淡水降滤失率在90％以上，常温饱和盐水降滤失率在90％以上，老化后(120℃老化16h)饱和盐水降滤失率在85％以上。

附图说明

图1为本发明环境友好型降滤失剂制备工艺流程图。

具体实施方式

以下通过实施例来进一步解释或说明本发明内容。但所提供的实施例不应被理解为对本发明保护范围构成限制。

降滤失性能评价

(1)基浆的配制

淡水基浆的配制：按1000.00mL蒸馏水中加入100.00g英国评价土、2.80gNaHCO₃的比例配制基浆，高速搅拌20min，其间至少停下两次，以刮下粘附在容器壁上的粘土。在25±3℃下密闭养护24h。配制好的淡水基浆的API滤失量应在50～60mL/30min。

饱和NaCl盐水基浆的配制：按1000.00mL蒸馏水中加入100.00g英国评价土、365.00gNaCl、2.80gNaHCO₃的比例配制基浆，高速搅拌20min，其间至少停下两次，以刮下粘附在容器壁上的粘土。在25±3℃下密闭养护24h。配制好的饱和水基浆的API滤失量应在100～110mL/30min。

(2)API滤失量的测定

量取400.00mL密闭养护后的基浆，加入6.00g试样，高速搅拌20min后倒入滤失仪杯中至刻度线处，先加好密封圈然后放入滤纸，盖上杯盖。将量筒放置在失水仪滤液出口下，加压至0.69MPa，打开进气阀同时计时。记录30min收集的滤液的体积，记为老化前的钻井液滤失量(即API滤失量)。

(3)抗温性能测定

量取400.00mL密闭养护后的基浆，加入6.00g试样，高速搅拌20min后倒入老化罐中，放入滚子加热炉，在120℃下恒温滚动，老化16h。取出老化罐缓慢冷却至室温，倒出，高速搅拌5min，按照(2)中的方法进行老化后的钻井液滤失量(即API滤失量)测试。

实施例所用原材料

沼渣系贵州茅台酒厂白酒酒糟经厌氧发酵制沼气之后的残渣。

废弃竹纤维由浙江安吉宝盛竹纤维有限公司提供。

废弃纸浆纤维由吉林省延边石砚白麓纸业有限公司提供。

醚化剂系采购自江苏省盐城市锦标化学工业有限公司的工业级氯乙酸(MCA)。

交联剂系采购自北京市红星广厦化工建材有限责任公司的工业级固体硅酸钠(模数3.0)。

烧碱(NaOH)、乙醇(CH₃CH₂OH)、环氧氯丙烷(C₃H₅ClO)、亚硫酸钠(Na₂SO₃)等化学试剂均为分析纯级(AR)，系采购自北京化工厂。

实施例

实施例1：

称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例1按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表3。

表3：实施例1的降滤失性能检测结果

实施例2：

与实施例1不同在于：抗氧化剂加入与否。称取碱剂氢氧化钠22.50g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例2按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表4。

表4：实施例2的降滤失性能检测结果

实施例3：

与实施例1不同在于：交联剂加入与否。称取碱剂氢氧化钠22.50g和抗氧化剂亚硫酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例3按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表5。

表5：实施例3的降滤失性能检测结果

实施例4：

与实施例1不同在于：抗氧化剂、交联剂加入与否。称取碱剂氢氧化钠22.50g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例4按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表6。

表6：实施例4的降滤失性能检测结果

实施例5：

与实施例1不同在于：植物纤维加入与否。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣30.00g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例5按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表7。

表7：实施例5的降滤失性能检测结果

实施例6：

与实施例1不同在于：植物纤维种类。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃纸浆纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例6按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表8。

表8：实施例6的降滤失性能检测结果

实施例7：

与实施例1不同在于：沼渣加入与否。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的废弃竹纤维30.00g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例7按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表9。

表9：实施例7的降滤失性能检测结果

实施例8：

与实施例7不同在于：植物纤维种类。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的废弃纸浆纤维30.00g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例8按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表10。

表10：实施例8的降滤失性能检测结果

实施例9：

与实施例1不同在于：抗氧化剂增加。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠6.00g和交联剂硅酸钠3.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例9按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表11。

表11：实施例9的降滤失性能检测结果

实施例10：

与实施例1不同在于：交联剂增加。称取碱剂氢氧化钠22.50g、抗氧化剂亚硫酸钠3.00g和交联剂硅酸钠6.00g，溶解于30.00mL水中，加入170.00mL乙醇，溶解均匀，冷却至室温，配制成反应液；将预处理过的沼渣22.50g和废弃竹纤维7.50g部分粉碎、混合均匀，加入到反应液中，搅拌，混合均匀后，在25℃下碱化60min；碱化完毕后加入醚化剂氯乙酸22.50g，搅拌均匀，于85℃下醚化反应60min；将得到的混合物进行固液分离，液体回收利用，固体置于85℃下，烘干，粉碎，即得样品。将实施例10按照以上降滤失剂评价标准进行检验，检测数据见表12。

表12：实施例10的降滤失性能检测结果

对比例1

将实施例1制备出来的试样与目前市场上现场应用较为成熟的油田用降滤失剂羧甲基淀粉按照以上降滤失剂性能评价标准进行检验，检测数据见表13。

表13：实施例1试样、LV-CMC与CMS降滤失性能检测结果

将上述实施例1-10和对比例1的降滤失性能进行对比，对比结果见表14。

表14：本发明实施例的降滤失性能及其与LV-CMC、CMS的对比

由表14可以看出，本发明所制备的环境友好型降滤失剂性能普遍较好，其产品的性能亦与油田用LV-CMC相当，优越于羧甲基淀粉CMS，可完全替代其应用于淡水、盐水、复合盐水及复杂钻井液体系中。

根据上述的实施例对本发明做了详细描述。需说明的是，以上的实施例仅仅为了举例说明本发明而已。在不偏离本发明的精神和实质的前提下，本领域技术人员可以设计出本发明的多种替换方案和改进方案，其均应被解释为在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种油田钻井液用降滤失剂，其原料组成包括天然高分子混合物沼渣、天然植物纤维、碱化剂、有机溶剂、醚化剂、抗氧化剂，以及交联剂。

2.根据权利要求1的油田钻井液用降滤失剂，其原料组成及各自的质量配比为：

3.根据权利要求1或2所述的油田钻井液用降滤失剂，其各原料组成及各自的质量配比为：

4.根据权利要求1至3之一所述的油田钻井液用降滤失剂，其特征在于：

所述天然高分子混合物沼渣为粮基糟渣厌氧发酵后的残渣，和/或

所述天然植物纤维为天然竹纤维、天然木纤维、天然棉纤维等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，和/或

所述碱化剂为氢氧化钠、氢氧化钾等强碱性无机试剂，和/或

所述有机溶剂为水与小分子醇类的混合溶剂，和/或

所述醚化剂用于化学改性，为氯乙酸、氯乙酸钠中的一种或两种，和/或

所述抗氧化剂防止天然高分子被氧化，为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，优选亚硫酸钠，和/或

所述交联剂使聚合物形成网状结构，为水溶性硅酸盐类、硅烷偶联剂、甲醛、环氧氯丙烷等中的一种或两种或两种以上组成的混合物，优选水溶性硅酸盐。

5.根据权利要求1至4之一所述的油田钻井液用降滤失剂，其特征在于，所述有机溶剂为水与小分子醇类如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇等一种或两种或两种以上组成的混合溶剂，其中水所占质量百分比为5％～20％，所述小分子醇类优选乙醇和异丙醇。

6.根据权利要求1至5之一所述的油田钻井液用降滤失剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2)称取预处理过的沼渣和天然植物纤维，并混合，

6)醚化完毕后把步骤5)得到的混合物进行固液分离，

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

4)步骤2)混匀的固体加入到步骤3)得到的反应溶液中，搅拌，10～60℃，优选15～45℃条件下进行碱化反应数分钟至数小时，优选30min至3h，更优选45min至2h，例如60min，

5)碱化完毕后于步骤4)得到的混合体系中加入醚化剂，升温至60～95℃，优选70～85℃进行醚化反应数分钟至数小时，优选30min至3h，更优选45min至2h，例如60min，

6)醚化完毕后把步骤5)得到的混合物进行固液分离，

7)将步骤6)分离所得液体回收循环利用，将固体置于70～120℃，优选85～110℃下，烘干，粉碎。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，

步骤3)～4)中反应温度持续控制在25～30℃，和/或，

步骤5)反应温度控制在80～85℃，和/或，

步骤7)烘干温度控制在105～110℃。

9.根据权利要求6至8之一所述的制备方法制得的油田钻井液用降滤失剂，其为环保型钻井液降滤失剂，优选其中常温淡水降滤失率在90％以上，经120℃老化16h后的淡水降滤失率在90％以上；常温饱和盐水降滤失率在90％以上，经120℃老化16h后的饱和盐水降滤失率在85％以上。

10.根据权利要求1至5之一或根据权利要求9所述的降滤失剂的用途，其作为油田钻井液用降滤失剂，优选可以控制水化粘土体系空间结构，取得较好的抗温抗盐的降滤失性能。