CN106995685A - 一种制备钻井泥浆处理剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻井泥浆处理技术领域，尤其涉及一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法流程简单明了、反应效果好，成品效率高。一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法包括有向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；加热静置反应；滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液静置反应；异丙醇重结晶抽滤；无水乙醇溶液洗涤干燥等步骤。

Description

一种制备钻井泥浆处理剂的方法
技术领域
本发明涉及钻井泥浆处理技术领域，尤其涉及一种制备钻井泥浆处理剂的方法。
背景技术
钻井泥浆作为油田钻井作业过程中钻孔内使用的循环冲洗介质，其对钻探作业起着非常重要的作用。根据构成组分的不同，钻井泥浆可分为水、泥浆、乳状液、泡沫等等。而为了进一步改善泥浆的流变性，增加钻井液对可溶性盐类的污染抗力，提高钻井液携带碎屑的能力，技术人员开始着眼于研发钻井泥浆处理剂。传统的钻井泥浆处理剂大多由纤维素或木质素为原料制备形成，但发明人发现传统钻井泥浆处理剂制备工艺较为复杂，反应条件较为苛刻，因此无法满足企业正常生产的需要。
发明内容
本发明提供了一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法流程简单明了、反应效果好，成品效率高。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种制备钻井泥浆处理剂的方法，所述制备方法包括有如下步骤：
步骤1：向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；其中，羧甲基纤维素溶液与有机助溶剂的质量比为1：0.1-0.2；
步骤2：加热反应容器至40-55摄氏度，静置反应容器反应30分钟；
步骤3：向步骤2所得中间产物中继续滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液，静置反应容器反应4-8小时；其中，羧甲基纤维素溶液与滴加入的甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液的质量比为1：1.5-3.5；
步骤4：利用异丙醇重结晶抽滤步骤3所得中间产物，得到絮状沉淀物；所述絮状沉淀物为制备所得钻井泥浆处理剂的粗品。
进一步优选的，步骤5：将步骤4所得絮状沉淀物浸入浓度不小于99%的无水乙醇溶液中进行洗涤至少2小时后，置入真空干燥箱内干燥后得到纯净的钻井泥浆处理剂。
优选的，所述有机助溶剂为重量百分率为0.6-0.8%的亚硫酸氢钠以及过硫酸钠的混合溶液；其中，亚硫酸氢钠与过硫酸钠的质量比为1：1。
较为优选的，所述步骤1使用的羧甲基纤维素溶液的浓度为3-5%。
可选择的，所述步骤2中加热反应容器的温差不超过±5℃。
较为优选的，所述步骤3滴加入的甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液溶度为3.5-4.5%。
可选择的，所述步骤4还包括有：在利用异丙醇重结晶抽滤步骤3所得中间产物前，利用蒸发仪器蒸发出步骤3所得中间产物中所含的水分。
本发明提供了一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法包括有向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；加热静置反应；滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液静置反应；异丙醇重结晶抽滤；无水乙醇溶液洗涤干燥等步骤。利用上述制备方法制备所得处理剂具有着良好的抗滤失、抗盐腐蚀效果，加入钻井泥浆后可有效提高钻井液的黏度以及塑性效果，且制备流程简单，生产成品率较高。
附图说明
图1为本发明提供的一种制备钻井泥浆处理剂的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法流程简单明了、反应效果好，成品效率高。
下面结合下述附图对本发明实施例做详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种制备钻井泥浆处理剂的方法包括有如下步骤：
步骤1：向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；其中，羧甲基纤维素溶液与有机助溶剂的质量比为1：0.1-0.2；
具体的，使用的羧甲基纤维素溶液的浓度为3-5%，优选浓度为3.5%（羧甲基纤维素，AR级）；而有机助溶剂优选使用按质量比为1：1混合形成的亚硫酸氢钠、过硫酸钠的混合溶液，其混合溶液的重量百分率为0.6-0.8%，优选重量百分率为0.65%（亚硫酸氢钠、过硫酸钠均为AR级）。
步骤2：加热反应容器至40-55摄氏度，静置反应容器反应30分钟；
在完成步骤1的基础上进一步加热反应容器并进行静置反应。具体的，静置反应钟有机助溶剂中的自由基，例如：会与羧甲基纤维素反应形成初级自由基，进而与其他单体进行接枝共聚反应。而加热反应容器的温差应优选不超过±5℃。
步骤3：向步骤2所得中间产物中继续滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液，静置反应容器反应4-8小时；其中，羧甲基纤维素溶液与滴加入的甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液的质量比为1：1.5-3.5；
在完成步骤2的基础上进一步滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液进行反应。具体的，滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液的溶度为3.5-4.5%，优选浓度为4%（甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，CP级）。值得注意的是，为防止产生剧烈的放热反应，在控制甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液滴加速度的同时应对反应容器内反应产物进行充分搅拌。
步骤4：利用异丙醇重结晶抽滤步骤3所得中间产物，得到絮状沉淀物；所述絮状沉淀物为制备所得钻井泥浆处理剂的粗品。
在完成步骤3的基础上进一步抽滤步骤3所得中间产物。其中，作为一种较为优选的实施方式，在抽滤前还可以先对步骤3所得中间产物进行多余水分析出的操作。值得注意的是，该水分析出处理步骤只是为了便于产物更好的析出所优选设置的而非必要的步骤，其处理步骤可利用水分蒸发仪器完成。而利用异丙醇重结晶抽滤可以得到通过前述步骤制备的絮状沉淀物，该絮状沉淀物即为制备所得钻井泥浆处理剂的粗品。
进一步的，如图1所示，本发明提供的一种制备钻井泥浆处理剂的方法还包括有，步骤5：将步骤4所得絮状沉淀物浸入浓度不小于99%的无水乙醇溶液中进行洗涤至少2小时后，置入真空干燥箱内干燥后得到纯净的钻井泥浆处理剂。
在完成步骤4的基础上，进一步可对制备所得钻井泥浆处理剂的粗品进行提纯处理。具体的，该提纯处理过程利用的是浓度不小于99%的无水乙醇溶液。其中本领域技术人员可以理解的是，该提纯洗涤可重复多次（次数最优控制在不超过3次，过多次数的洗涤会造成洗涤液的浪费且并不能进一步提高提纯产物的纯度）；洗涤完成后将固体沉淀物质转置入真空干燥箱内干燥，干燥后即可得到纯净的钻井泥浆处理剂。
进一步对通过上述步骤制备所得钻井泥浆处理剂的化学性质进行一下分析。纯净的钻井泥浆处理剂为白色或淡黄色的固体粉末，具有季铵盐阳离子基团。其在常温条件下与水互溶，可在10分钟内完全溶解；而在不超过230摄氏度情况下具有较好的热稳定性。
此外，通过泥浆性能对照试验验证通过上述制备方法制备所得钻井泥浆处理剂的性能。其中，泥浆试验过程中使用的泥浆为水、安丘标准土样、碳酸钠混合形成的淡水基基浆（水、安丘标准土样、碳酸钠的混合比例为1：0.04：0.16）。将上述混合形成好的基浆搅拌均匀后密封养护24小时，而后开始泥浆性能测试。其中，实验组1中不添加任何处理剂，实验组2中添加传统处理剂（淡水基基浆：传统处理剂的质量比为100：4），实验组3中添加利用本发明制备方法制备所得的处理剂（淡水基基浆：本发明制备方法制备所得处理剂的质量比为100：4）。具体泥浆性能测试结果如下表表1所示。
编号 塑性粘度（mPa·s） 动切力（Pa） 静置1分钟后的静切力（Pa） 静置10分钟后的静切力（Pa）
实验组1 8.0 4.0 10 8
实验组2 11.5 4.5 12 15
实验组3 15.3 5.0 17 21
值得注意的是，在其他反应条件相同的情况下，使用了本发明制备方法所得处理剂后，泥浆的塑性粘度、动切力、静切力等相关力学性能均有较大的提升；而且通过使用本发明制备方法所得处理剂，钻井泥浆具有了一定的抗污染能力、抑制水化分散的能力。
本发明提供了一种制备钻井泥浆处理剂的方法，该制备方法包括有向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；加热静置反应；滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液静置反应；异丙醇重结晶抽滤；无水乙醇溶液洗涤干燥等步骤。利用上述制备方法制备所得处理剂具有着良好的抗滤失、抗盐腐蚀效果，加入钻井泥浆后可有效提高钻井液的黏度以及塑性效果，且制备流程简单，生产成品率较高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述制备方法包括有如下步骤：
步骤1：向反应容器内加入羧甲基纤维素溶液以及有机助溶剂；其中，羧甲基纤维素溶液与有机助溶剂的质量比为1：0.1-0.2；
步骤2：加热反应容器至40-55摄氏度，静置反应容器反应30分钟；
步骤3：向步骤2所得中间产物中继续滴加入甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液，静置反应容器反应4-8小时；其中，羧甲基纤维素溶液与滴加入的甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液的质量比为1：1.5-3.5；
步骤4：利用异丙醇重结晶抽滤步骤3所得中间产物，得到絮状沉淀物；所述絮状沉淀物为制备所得钻井泥浆处理剂的粗品。
2.根据权利要求1所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
步骤5：将步骤4所得絮状沉淀物浸入浓度不小于99%的无水乙醇溶液中进行洗涤至少2小时后，置入真空干燥箱内干燥后得到纯净的钻井泥浆处理剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述有机助溶剂为重量百分率为0.6-0.8%的亚硫酸氢钠以及过硫酸钠的混合溶液；其中，亚硫酸氢钠与过硫酸钠的质量比为1：1。
4.根据权利要求1或2所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述步骤1使用的羧甲基纤维素溶液的浓度为3-5%。
5.根据权利要求1或2所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述步骤2中加热反应容器的温差不超过±5℃。
6.根据权利要求1或2所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述步骤3滴加入的甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵溶液溶度为3.5-4.5%。
7.根据权利要求1或2所述的一种制备钻井泥浆处理剂的方法，其特征在于，所述步骤4还包括有：在利用异丙醇重结晶抽滤步骤3所得中间产物前，利用蒸发仪器蒸发出步骤3所得中间产物中所含的水分。
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