CN111763503A - 一种钻井液用硫化氢抑制剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻井液用硫化氢抑制剂及其制备方法，所述硫化氢抑制剂为乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球，具体通过纤维素与环糊精在30～50℃、碱性条件下，搅拌交联反应而得。本发明的制备方法温合，制得的硫化氢抑制剂可在水基钻井液钻遇含硫地层时强化钻井液性能和保障安全目的而使用，具有束缚硫化氢和润滑钻井液的作用，从而避免因钻井液含有硫化氢，当携带钻屑的钻井液返回到地面时，因硫化氢的释放导致操作人员中毒的事故。

Description

一种钻井液用硫化氢抑制剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及硫化氢抑制剂技术领域，特别涉及一种钻井液用硫化氢抑制剂及其制备方法。
背景技术
钻井液是石油、天然气及煤矿行业在钻井过程中所必用的功能流体，甚至在地热、温泉及干热岩的利用过程中也采用钻井液钻井的方法。但钻井过程中遇到含硫化氢地层，不可避免会有硫化氢随着钻井液返回到地面，释放出的硫化氢气体，直接威胁现场作业人员的人身安全，从而影响了钻井工作的顺利进行。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种钻井液用硫化氢抑制剂及其制备方法，在现有的水基钻井液中添加所述硫化氢抑制剂，能够避免钻井液在返回地面时因硫化氢的释放，出现操作人员中毒等事故。
本发明的技术方案如下：
一方面，提供一种钻井液用硫化氢抑制剂，所述硫化氢抑制剂为乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球。
作为优选，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种。
作为优选，所述纤维素为羧甲基纤维素，所述硫化氢抑制剂的结构式如下：
Figure BDA0002578790000000011
另一方面，还提供一种上述任意一项钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，所述硫化氢抑制剂通过将纤维素和环糊精加入到乙醇胺溶液中，然后在碱性条件下通过交联剂交联反应制备而成。
作为优选，具体包括以下步骤：向乙醇胺溶液中加入纤维素和环糊精，搅拌均匀后，加入交联剂，并在800～2000rpm转速条件下搅拌1～5min，然后加入液体石蜡，在30～50℃条件下继续搅拌20～30h，过滤后真空干燥得到所述乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球。制备过程中，通过调整转速和/或液体石蜡的用量，可调整乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球的球形度与颗粒度。
作为优选，加入纤维素和环糊精前，向所述乙醇胺溶液中加入氢氧化钠，以此促进纤维素溶解。
作为优选，所述交联剂采用季戊四环氧丙烷醚。
作为优选，所述真空干燥的温度为35℃。
上述任意一项所述的钻井液用硫化氢抑制剂可应用于含硫地层水基钻井液中，提升钻井液润滑性的同时，束缚硫化氢。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球的球形度与颗粒度是可调的，具有增加钻井液润滑的作用，又因微球内含有大量的乙醇氨，可与钻井液中的硫化氢形成组合物，当制备过程中加入了氢氧化钠时，微球中还会残留有氢氧化钠，其可与钻井液中的硫化氢反应形成硫化钠，从而硫化氢被束缚在溶胀的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球内，不会释放出来，从而可避免引发钻井操作人员中毒事故，以及钻杆、井筒等的腐蚀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备得到的湿球示意图；
图2为本发明实施例1制备得到的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。除非另外定义，本发明公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公发明开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
实施例1
取3g氢氧化钠加入到50mL质量分数为40％的乙醇胺溶液中，室温搅拌5min后，加入1.78g羧甲基纤维素和1.55gβ-环糊精，继续搅拌5min，加入3.15g季戊四环氧丙烷醚，并调高转速为800rpm，2min后，再加入100mL液体石蜡，在40℃下搅拌24h，过滤得湿球(见附图1)，35℃真空干燥24h得颗粒度为200μm的4.21g乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球(见附图2)。
实施例2
同实例1，提高搅拌转数至1200rpm，得100μm的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球3.87g。
实施例3
同实例2，加入150mL液体石蜡，得80μm的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球3.02g。
应用例1
在负压良好的通风橱里，取实例1得到的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球2.356g，加入到手套箱内搅拌的500mL取自于钻井现场含有硫化氢的钻井液中，调搅拌转数至200rpm，30min后，放置在手套箱内、量程为0-50ppm的便携式硫化氢报警器，没有发出硫化氢报警信号，说明钻井液中的硫化氢被乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球被束缚于颗粒内。
对照例1
同应用例1，通风橱里手套箱内取自于钻井现场含有硫化氢的500mL钻井液，搅拌启动，当转数为80rpm时，量程为0-50ppm的便携式硫化氢报警器，发出报警信号，说明有硫化氢放出。
应用例2
取实例1制得的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球，按照不同比例的质量百分数添加到WST钻井液中，室温下进行摩擦磨损评价试验，试验结果如表1所示：
表1摩擦磨损评价试验结果
添加量 0.00％ 0.50％ 1.5％
摩擦系数 0.17 0.110 0.064
应用例3
取实例2制得的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球，按照不同比例的质量百分数添加到WST钻井液中，室温下进行摩擦磨损评价试验，试验结果如表2所示：
表2摩擦磨损评价试验结果
添加量 0.00％ 0.50％ 1.5％
摩擦系数 0.17 0.091 0.057
应用例4
取实例3制得的乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球，按照不同比例的质量百分数添加到WST钻井液中，室温下进行摩擦磨损评价试验，试验结果如表3所示：
表3摩擦磨损评价试验结果
添加量 0.00％ 0.50％ 1.5％
摩擦系数 0.17 0.090 0.056
从表1至表3可以看出，本发明具有增加钻井液润滑的作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种钻井液用硫化氢抑制剂，其特征在于，所述硫化氢抑制剂为乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球。
2.根据权利要求1所述的钻井液用硫化氢抑制剂，其特征在于，所述环糊精为β-环糊精。
3.根据权利要求2所述的钻井液用硫化氢抑制剂，其特征在于，所述纤维素为羧甲基纤维素，所述硫化氢抑制剂的结构式如下：
Figure FDA0002578789990000011
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，其特征在于，所述硫化氢抑制剂通过将纤维素和环糊精加入到乙醇胺溶液中，然后在碱性条件下通过交联剂交联反应制备而成。
5.根据权利要求4所述的钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：向乙醇胺溶液中加入纤维素和环糊精，搅拌均匀后，加入交联剂，并在800～2000rpm转速条件下搅拌1～5min，然后加入液体石蜡，在30～50℃条件下继续搅拌20～30h，过滤后真空干燥得到所述乙醇胺掺杂的纤维素/环糊精微球。
6.根据权利要求5所述的钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，其特征在于，加入纤维素和环糊精前，向所述乙醇胺溶液中加入氢氧化钠。
7.根据权利要求5所述的钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂采用季戊四环氧丙烷醚。
8.根据权利要求5所述的钻井液用硫化氢抑制剂的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为35℃。
9.如权利要求1-3中任意一项所述的钻井液用硫化氢抑制剂应用于含硫地层水基钻井液中。
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