專利名稱：一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分散劑領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著石油工業(yè)的發(fā)展，海上及深部地層油氣的勘探與開發(fā)量越來越大。目前我國的深井、超深井愈來愈多，井底溫度隨著井深增加而逐漸升高。鉆井液由于高溫而引起的稠化等復(fù)雜問題變得越來越突出。降粘劑是鉆井過程中不可缺少的鉆井液處理劑，它對調(diào)節(jié)鉆井液流變性能起著非常重要的作用。早在上世紀(jì)30年代末，人們就開始使用無機(jī)磷酸鹽控制鉆井液粘度。自20世紀(jì)50年代以來，國內(nèi)外學(xué)者開始研究改性木質(zhì)素鉆進(jìn)液降粘劑的開發(fā)。1960年，Ellis Gray King等[1]采用先將制衆(zhòng)黑液酸化過濾處理后,濾液經(jīng)過氧化，制備木質(zhì)素鉆井液降粘劑，在淡水基漿中有較好的效果，將所制備的降粘劑與鐵鹽、·銅鹽、鉻鹽等按一定化學(xué)計(jì)量進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，所制備的金屬鹽木質(zhì)素鉆井液降粘劑，在淡水和鈣質(zhì)基漿中都有較好的降粘效果。1962年，Anderson D B等M用堿木素制備鉆井泥漿稀釋劑，該稀釋劑中主要成分為堿木素、堿、柴油、瓜爾膠和表面活性劑。1972年，Walter K等[3]將一定配比的硫酸亞鐵、鹽酸及重鉻酸鉀加入水中制備的鐵鉻鹽溶液，然后將此溶液與羥甲基木質(zhì)素磺酸鹽反應(yīng)制備鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)。1986年，盧今怡等M以堿法制漿黑液為原料，經(jīng)歷黑液濃縮，在加熱和攪拌條件下，加入亞硫酸調(diào)節(jié)PH值并增加其活性，再加入重鉻酸鈉及鐵鹽進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制得木質(zhì)素鐵鉻螯合物，該稀釋劑在石油鉆井泥漿中具有良好的性能。由于鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽降粘劑含有重金屬鉻，污染環(huán)境，已限制其應(yīng)用。因此，國內(nèi)外學(xué)者開始轉(zhuǎn)向研究無鉻木質(zhì)素系降粘劑方向上。1973年，William J. Detroit等[5]先將磺化木質(zhì)素磺酸鹽，在強(qiáng)酸性的環(huán)境下，用二氧化錳氧化，然后再與鐵鹽絡(luò)合制備鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽鉆井液用添加劑，具有較好的降粘、抗鹽污染及抗高溫效果。1980年,Paul H. Javorate]采用先將木質(zhì)素磺酸鹽與錫鹽或錯(cuò)鹽氧化復(fù)合，再與鐵鹽絡(luò)合，制備鐵錫木質(zhì)素磺酸鹽或鐵鋯木質(zhì)素磺酸鹽鉆井液用稀釋劑，產(chǎn)品性能良好。2010年，李建國等m采用先將一定配比的硫酸、七水硫酸亞鐵加入水中，然后緩慢向溶液中滴加雙氧水，制備硫酸高鐵置換劑，然后把配置好的置換劑加到裝有主要成分為木質(zhì)素磺酸鈣的酸法造紙廢液的反應(yīng)釜中，把沉淀的硫酸鈣過濾后，再加入配置好的高錳酸鉀溶液氧化，PH控制在2 3，制備的鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽降粘劑，性能優(yōu)于FCLS。無鉻木質(zhì)素系鉆井液降粘劑，存在降粘劑效果不佳，且需在高pH(l(Tl2)時(shí)才有較好效果等不足。但總得來說，目前改性木質(zhì)素系鉆井液降粘劑存在環(huán)境污染、降粘效果不佳或生產(chǎn)工藝復(fù)雜且易造成二次污染等缺點(diǎn)，從而限制了其應(yīng)用。因此，開發(fā)環(huán)境污染小或無污染、抗高價(jià)離子及抗溫能力強(qiáng)、能適用海上鉆井和深井鉆探的降粘劑，成為今后的主要研究方向。參考文獻(xiàn)1.Ellis Gray King， Carl Adolphson， etal. Process Of The Effectiveness Of TheComponents of Spent Sulfite Liquor And The Products Thereof[P]. US 2935504(1960).
2.Anderson D B，Park A. Low Fluid Loss Composition[P]. US 30222248 (1962).
3.Dougherty W K. Sulfomethylated Lignin-Ferrochrome Complex and Processfor Producing Same[P]. US3634387(1972).
4.盧今怡等.一種自堿法(硫酸鹽法)制漿造紙廠的制漿黑液制取石油鉆井泥漿稀釋劑的生產(chǎn)工藝方法[P]. CN 85105229,19861119.
5.William J.Detroit, Schofield, etal. Lignin Dispersing Agent[P] . US3726850(1973). 6.Paul H. Javora. Drilling Fluid Additives[P]. US 4220585 (1980).
7.李建國等.鉆井液用鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽稀釋劑及其制備工藝[P].CN200910072632. 8.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑及其制備方法，該方法生產(chǎn)成本低，所制備的降粘劑既能發(fā)揮無機(jī)降粘劑良好的降粘效果，又有木質(zhì)素系降粘劑良好的抗溫、抗鹽效果，具有較好的協(xié)同作用。制備工藝簡單，無二次污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法包括以下步驟
(O磺化反應(yīng)先將固含量為40°/Γ60%的制漿黑液加入反應(yīng)器后，將pH值調(diào)至10. 6 13. 5，然后加入雙氧水，在4(T80°C氧化反應(yīng)3(T60min后，加入甲醛，在6(Tl00°C羥甲基化反應(yīng)3(T60min后，加入磺化劑，在9(TllO°C下磺化反應(yīng)2飛h，即得木質(zhì)素磺酸鹽；
(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入鹽酸溶液、水溶性亞鐵鹽及錳類氧化劑，制備鐵錳鹽溶液，其反應(yīng)溫度控制在60°C以內(nèi)；
(3)鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽的制備先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鹽加入反應(yīng)器后，然后依次加入消泡劑及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為2飛，溫度為4(T80°C下絡(luò)合反應(yīng)3(T60min后，再加入磷酸鹽調(diào)節(jié)pH至7_8，恒溫?cái)嚢鑜(Tl5 min后，降溫出料即得棕褐色液體產(chǎn)品，再經(jīng)噴霧干燥，即得棕褐色粉劑產(chǎn)品。得到的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的水不溶物< 0. 5，硫酸鈣含量< I. 0，鐵含量3°/Γ5%，絡(luò)合度> 75%，相對分子量Mn 5000^20000, pH :7 8。各原料的組分及其百分比含量為
制漿黑液28. 4% 51. 1% ；
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸0. 79Γ1. 4% ；
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水0. 39Γ1. 4% ；
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛1. 5% 2. 6% ；
磺化劑2. 8% 5. 5% ；
水溶性亞鐵鹽2. 49Γ4. 1% ；
錳類氧化劑0. 4% I. 0% ；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36% 38%的鹽酸5. 09Γ10. 2% ；
消泡劑0. 01% O. 2% ；
磷酸鹽0. 4% 4. 7% ；
水24. 4% 43. 1%。所述的制漿黑液選自竹子、蔗渣、稻麥草、麥草、芨芨 草、曲柳、芒桿、楊木、蘆葦、桉木、樺木、馬尾松中的一種或幾種通過堿法或硫酸鹽法制備的，固含量為30. (Γ60. 0%，其中木質(zhì)素含量為9. 5 35%，密度為I. 02 I. 08g/mL。所述的磺化劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉的一種或多種的混合物。所述的水溶性亞鐵鹽為七水硫酸亞鐵、四水氯化亞鐵的一種或兩種的混合物。所述的錳類氧化劑為高錳酸鉀、二氧化錳的一種或兩種的混合物。所述的消泡劑為磷酸三丁酯、TSA-672高效有機(jī)硅抑泡劑、SPG-303型造紙制漿專用消泡劑的一種或多種的混合物。所述的磷酸鹽為磷酸鈉、三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉的一種或多種的混合物。所述的噴霧干燥采用的噴霧干燥設(shè)備進(jìn)口溫度為33(T360°C,出口溫度為10(Tl30°C，干粉回收率大于95%。本發(fā)明以制漿黑液為原料，通過氧化、磺化、金屬離子絡(luò)合等化學(xué)改性，并與磷酸鹽降粘劑配伍制備復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑。本發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)，可以粉劑直接摻加，也可配成水溶液使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
(I)本發(fā)明所制備的降粘劑不僅克服了無機(jī)磷酸鹽降粘劑抗鹽、耐溫能力不佳等缺點(diǎn)，也克服了無鉻木質(zhì)素系降粘劑降粘效果不佳，且需在高ΡΗ(1(Γ12)時(shí)才有較好效果等不足。它既能發(fā)揮無機(jī)降粘劑良好的降粘效果，又有木質(zhì)素系降粘劑良好的抗溫、抗鹽效果，具有較好的協(xié)同作用。(2)本發(fā)明首先對馬尾松硫酸鹽漿制漿黑液進(jìn)行化學(xué)改性，使其pH在2飛范圍的酸性條件下可溶，然后再與金屬離子絡(luò)合。整個(gè)制備過程不會出現(xiàn)木質(zhì)素絮凝、沉降，生產(chǎn)過程無“三廢”(廢水、廢氣、廢渣)，因此是清潔化、環(huán)境友好工藝。(3)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)原料易得，生產(chǎn)周期短，反應(yīng)溫和，所需設(shè)備為常規(guī)設(shè)備，便于進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明制備工藝如下(1)磺化反應(yīng)先將固含量為409Γ60%制漿黑液加入反應(yīng)器后，將pH值調(diào)至10. 6 13. 5,然后加入雙氧水,在4(T80°C氧化反應(yīng)3(T60min后,加入甲醒，在6(Tl00°C羥甲基化反應(yīng)3(T60min后，加入磺化劑，在9(TllO°C下磺化反應(yīng)2 6h，即得木質(zhì)素磺酸鹽。(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入一定配比鹽酸溶液、水溶性亞鐵鹽及錳類氧化劑，制備鐵錳鹽溶液，其反應(yīng)溫度不高于60°C。(3)鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽的制備先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鹽加入反應(yīng)器后，然后依次加入磷酸三丁酯及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在PH為2飛，溫度為4(T80°C下絡(luò)合反應(yīng)3(T60min后，再加入磷酸鹽類降粘劑調(diào)節(jié)PH至7-8，恒溫?cái)嚢?(T15 min后，降溫出料即得棕褐色液體產(chǎn)品，再經(jīng)噴霧干燥，SP得棕褐色粉劑產(chǎn)品。原料質(zhì)量份數(shù)為制漿黑液28. 4份飛I. I份；濃硫酸(98%含量)O. 7份 I. 4份；雙氧水(30%含量)O. 3份 I. 4份；甲醛(37%含量)I. 5份 2. 6份；磺化劑2. 8份飛.5份；水溶性鐵鹽2. 4份I. I份；錳類氧化劑O. 4份 I. O份；鹽酸(369Γ38%含量)
5.O份 10. 2份；消泡劑O. 01份2份；磷酸鹽類降粘劑O. 4份 4. 7份；水24. 4份 43. I份?；腔瘎閬喠蛩徕c、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉的一種或多種的混合物。水溶性亞鐵鹽為七水硫酸亞鐵、四水氯化亞鐵的一種或兩種的混合物。錳類氧化劑為高錳酸鉀、二氧化錳的一種或兩種的混合物。消泡劑為磷酸三丁酯、TSA-672高效有機(jī)硅抑泡劑、SPG-303型造紙制漿專用消泡劑。磷酸鹽降粘劑為磷酸鈉、三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉的一種或多種的混合物。實(shí)施例I
1.本實(shí)施例所用的原料組分如下(單位千克) 制漿黑液(麥草、芨芨草、桉木制漿黑液混合料，質(zhì)量配比為3:2:2，固含量58%) :440千
克
濃硫酸(98%) :10. 3千克 雙氧水(30%) :6. O千克 甲醛(37%) :22. 4千克 亞硫Ife納41. I千克 7水硫酸亞鐵35. 2千克 高錳酸鉀7. 3千克 濃鹽酸(36%-40%) 73. 4千克 磷酸三丁酯0. I千克 三聚磷酸鈉5. 9千克 水358. 2
2.制備工藝步驟及參數(shù)
(I)磺化反應(yīng)先在反應(yīng)器中加入440千克固含量為45%的制漿黑液，將10. 3千克含量為98%的濃硫酸與41. I千克的水配成含量為19. 6%的硫酸溶液后加入到反應(yīng)器中，將體系的pH調(diào)至11. 2，攪拌5分鐘后，將6千克含量為30%的雙氧水，在40°C反應(yīng)30min后，力口入22. 4千克的含量為37%的甲醛溶液，升溫至80°C，恒溫反應(yīng)40min，將41. I千克的亞硫酸鈉與82. 2千克的水配成含量為33. 3的溶液，加入到上述反應(yīng)體系，升溫至90°C，恒溫反應(yīng)6h。(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入73. 4千克的含量為36%_40%的濃鹽酸、234. 9千克的水、35. 2千克的7水硫酸亞鐵，及7. 3千克的高錳酸鉀，升溫至50°C，恒溫反應(yīng)30mino(3)先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鈉加入反應(yīng)器后，然后依次加入O. I千克的磷酸三丁酯及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為4. 2，溫度為80°C絡(luò)合反應(yīng)30min后，再加入
5.9千克的三聚磷酸鈉，調(diào)節(jié)pH至7，降溫出料，產(chǎn)品為棕褐色液體，采用LPG-200型噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥，噴霧塔的進(jìn)口溫度為300°C，出口溫度為110°C，即得棕褐色固體粉劑。實(shí)施例2
I.本實(shí)施例所用的原料組分如下(單位千克)制漿黑液(稻草、樺木、馬尾松硫酸鹽制漿黑液混合料，質(zhì)量配比為3:2:1，固含量58%):360千克
濃硫酸(98%) :13. 2千克 雙氧水(30%) :12千克 甲醛(37%) :26. 4千克 亞硫Ife氣納38. 4千克 4水氯化亞鐵36千克 高錳酸鉀9. 6千克 濃鹽酸(36%-40%) :102千克 TSA-672高效有機(jī)硅抑泡劑1. 4千克 磷酸鈉7. 2千克 水393. 7 2.制備工藝步驟及參數(shù)
(I)磺化反應(yīng)先在反應(yīng)器中加入360千克固含量為58%的制漿黑液，將13. 2千克含量為98%的濃硫酸與52. 8千克的水配成含量為19. 6%的硫酸溶液后加入到反應(yīng)器中，將體系的pH調(diào)至10. 6，攪拌5分鐘后，將12千克含量為30%的雙氧水，在60°C反應(yīng)40min后，加入26. 4千克的含量為37%的甲醛溶液，升溫至90°C，恒溫反應(yīng)60min，將38. 4千克的亞硫酸氫鈉與64千克的水配成含量為76. 8的溶液，加入到上述反應(yīng)體系，升溫至110°C，恒溫反應(yīng)2h。(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入102千克的含量為36%_40%的濃鹽酸、264千克的水、36千克的7水硫酸亞鐵，及9. 6千克的高錳酸鉀，升溫至60°C，恒溫反應(yīng)30min。(3)先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鈉加入反應(yīng)器后，然后依次加入I. 4千克的TSA-672高效有機(jī)硅抑泡劑及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為3. 4，溫度為60°C絡(luò)合反應(yīng)40min后，再加入7. 2千克的磷酸鈉，調(diào)節(jié)pH至7. 4，降溫出料，產(chǎn)品為棕褐色液體，采用LPG-200型噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥，噴霧塔的進(jìn)口溫度為330°C，出口溫度為110°C，即得棕褐色固體粉劑。實(shí)施例3
I.本實(shí)施例所用的原料組分如下(單位千克)
制漿黑液(竹子、蔗渣、芒桿制漿黑液混合料，質(zhì)量配比為7:2:1，固含量60%) :283千克 濃硫酸(98%) :4. 7千克 雙氧水(30%) 14. 5千克 甲醛(37%) 24. 9千克 焦亞硫酸鈉54. 8千克
亞鐵鹽(7水硫酸亞鐵/4水氯化亞鐵混合物，質(zhì)量比為1:1) 37. 8千克
二氧化猛3. 8千克
濃鹽酸(36%-40%) 96. 4千克
SPG-303型造紙制漿專用消泡劑1. 9千克
六偏磷酸鈉47. 3千克
水431千克2.制備工藝步驟及參數(shù)
(I)磺化反應(yīng)先在反應(yīng)器中加入283千克固含量為60%的制漿黑液，將5千克含量為98%的濃硫酸與20千克的水配成含量為19. 6%的硫酸溶液后加入到反應(yīng)器中，將體系的pH調(diào)至13. 5，攪拌5分鐘后，將14. 5千克含量為30%的雙氧水，在80°C反應(yīng)60min后，加入24. 9千克的含量為37%的甲醛溶液，升溫至80°C，恒溫反應(yīng)60min，將54. 8千克的亞硫酸氫鈉與109. 6千克的水配成含量為33. 3的溶液，加入到上述反應(yīng)體系，升溫至100°C，恒溫反應(yīng)4h。(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入96. 4千克的含量為36%_40%的濃鹽酸、302. 5千克的水、18. 9千克的7水硫酸亞鐵、18. 9千克4水氯化亞鐵，及3. 8千克的二氧化猛，升溫至60 °C,恒溫反應(yīng)30min。(3)先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鈉加入反應(yīng)器后，然后依次加入I. 9千克的SPG-303型造紙制漿專用消泡劑及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為2. 1，溫度為40°C絡(luò)合反應(yīng)60min后，再加入47. 3千克的六偏磷酸鈉，調(diào)節(jié)pH至8，降溫出料，產(chǎn)品為棕褐色液·體，采用LPG-200型噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥，噴霧塔的進(jìn)口溫度為360°C，出口溫度為130°C，即得棕褐色固體粉劑。實(shí)施例4
1.本實(shí)施例所用的原料組分如下(單位千克)
制漿黑液(蘆葦、楊木、曲柳制漿黑液混合料，質(zhì)量配比1:4，固含量40%) 511千克 濃硫酸(98%) :13. 6千克 雙氧水(30%) :3. 4千克 甲醛(37%) :17千克
磺化劑(亞硫酸鈉/焦亞硫酸鈉混合物，質(zhì)量比為1:1) 34. I千克 7水硫酸亞鐵40. 9千克
錳類氧化劑(二氧化錳/高錳酸鉀混合物，質(zhì)量比為I: I) :10. 2千克 濃鹽酸(36%-40%) 68. I千克
消泡劑(SPG-303型造紙制漿專用消泡劑/磷酸三丁酯混合物，質(zhì)量比1:1) :0. 2千克 磷酸鹽(三聚磷酸鈉/磷酸鈉混合物，質(zhì)量比為1:1) :8. 5千克
2.制備工藝步驟及參數(shù)
(I)磺化反應(yīng)先在反應(yīng)器中加入511千克固含量為40%的制漿黑液，將13. 6千克含量為98%的濃硫酸與54. 4千克的水配成含量為19. 6%的硫酸溶液后加入到反應(yīng)器中，將體系的pH調(diào)至12. 6，攪拌5分鐘后，將3. 4千克含量為30%的雙氧水，在80°C反應(yīng)60min后，加入17千克的含量為37%的甲醛溶液，升溫至100°C，恒溫反應(yīng)60min，將17千克的亞硫酸鈉，17. I千克的焦亞硫酸鈉與68. 2千克的水配成含量為33. 3的溶液，加入到上述反應(yīng)體系，恒溫反應(yīng)3h。(2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入68. I千克的含量為36%_40%的濃鹽酸、170. 3千克的水、40. 9千克的7水硫酸亞鐵，5. I千克的高錳酸鉀及5. I千克的二氧化錳，升溫至50°C,恒溫反應(yīng)30min。(3)先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鈉加入反應(yīng)器后，然后依次加入O. I千克的SPG-303型造紙制漿專用消泡劑、O. I千克的磷酸三丁酯及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為6，溫度為40°C絡(luò)合反應(yīng)60min后，再加入4. 25千克的磷酸鈉及4. 25千克的三聚磷酸鈉，調(diào)節(jié)PH至7，降溫出料，產(chǎn)品為棕褐色液體，采用LPG-200型噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥，噴霧塔的進(jìn)口溫度為350°C，出口溫度為120°C，即得棕褐色固體粉劑。性能測試
鉆井液的粘度評價(jià)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)SYT 5621-93鉆井液測試程序；所用的膨潤土及OCMA評價(jià)土執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GBT 5005-2010鉆井液材料規(guī)范。(I)淡水基衆(zhòng)在500 mL水中加入2. 5 g的無水碳酸鈉和50 g的膨潤土(符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5005-2010，下同)，高速攪拌20 min，室溫下放置養(yǎng)護(hù)24 h:，即得淡水基漿。(2)4%鹽水泥漿在淡水基漿中加入4%的氯化鈉和10%的評價(jià)土 (符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T5005-2010，下同)，高速攪拌5 min，于室溫下放置養(yǎng)護(hù)24 h:，即得鹽水基漿。(3)飽和鹽水泥漿在淡水基漿中加入36%的氯化鈉和10%的評價(jià)土，高速攪拌 5min,于室溫下放置養(yǎng)護(hù)24 h:，即得鹽水基漿。(4)含鈣泥漿在淡水基漿中加入1%的氯化鈣和10%的評價(jià)土，高速攪拌5 min,于室溫下放置養(yǎng)護(hù)24 h:，即得含鈣泥漿。I、在淡水基漿中的性能測試
將本實(shí)施例I產(chǎn)品加入淡水基漿后，測定鉆井液流變性能，其對淡水基漿的影響見表
Io表I降粘劑在淡水基衆(zhòng)中的性能
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式中(φ100)β為不加降粘劑時(shí)基衆(zhòng)六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)100 r / min 下的讀數(shù)；Oi(W)l
為基衆(zhòng)加入降粘劑后六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)100 r / min下的讀數(shù)。2、在鹽水泥漿中的降粘性能
將實(shí)施例2產(chǎn)品加入到鹽水鉆井液后，測定鉆井液的流變性能，其對鹽水泥漿性能的影響見表2。表2降粘劑在鹽水泥漿中的性能
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟 (O磺化反應(yīng)先將固含量為40°/Γ60%的制漿黑液加入反應(yīng)器后，將pH值調(diào)至10.6 13. 5，然后加入雙氧水，在4(T80°C氧化反應(yīng)3(T60min后，加入甲醛，在6(Tl00°C羥甲基化反應(yīng)3(T60min后，加入磺化劑，在9(TllO°C下磺化反應(yīng)2飛h，即得木質(zhì)素磺酸鹽； (2)鐵錳鹽的制備在反應(yīng)器中依次加入鹽酸溶液、水溶性亞鐵鹽及錳類氧化劑，制備鐵錳鹽溶液，其反應(yīng)溫度控制在60°C以內(nèi)； (3)鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽的制備先將步驟(I)得到木質(zhì)素磺酸鹽加入反應(yīng)器后，然后依次加入消泡劑及步驟(2)得到的鐵錳鹽溶液，在pH為2飛，溫度為4(T80°C下絡(luò)合反應(yīng)3(T60min后，再加入磷酸鹽調(diào)節(jié)pH至7_8，恒溫?cái)嚢鑜(Tl5 min后，降溫出料即得棕褐色液體產(chǎn)品，再經(jīng)噴霧干燥，即得棕褐色粉劑產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于各原料的組分及其百分比含量為 制漿黑液28. 49Γ51. 1% ； 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸0. 79Γ1. 4% ； 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水0. 39Γ1. 4% ； 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛1. 5% 2. 6% ；磺化劑2. 8% 5. 5% ； 水溶性亞鐵鹽2. 49Γ4. 1% ； 錳類氧化劑0. 4% I. 0% ； 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36% 38%的鹽酸5. 09Γ10. 2% ；消泡劑0. 01% O. 2% ；磷酸鹽0. 4% 4. 7% ；水24. 4% 43. 1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的制漿黑液選自竹子、蔗渣、稻麥草、麥草、芨芨草、曲柳、芒桿、楊木、蘆葦、桉木、樺木、馬尾松中的一種或幾種通過堿法或硫酸鹽法制備的，固含量為30. (Γ60. 0%，其中木質(zhì)素含量為9. 5 35%，密度為I. 02 I. 08g/mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的磺化劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉的一種或多種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的水溶性亞鐵鹽為七水硫酸亞鐵、四水氯化亞鐵的一種或兩種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的錳類氧化劑為高錳酸鉀、二氧化錳的一種或兩種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的消泡劑為磷酸三丁酯、TSA-672高效有機(jī)硅抑泡劑、SPG-303型造紙制漿專用消泡劑的一種或多種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的磷酸鹽為磷酸鈉、三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉的一種或多種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于所述的噴霧干燥采用的噴霧干燥設(shè)備進(jìn)口溫度為33(T360°C，出口溫度為10(Tl30°C，干粉回收率大于95%。
10.一種如權(quán)利要求I所述的方法制得的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑，其特征在于所述的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的水不溶物< O. 5，硫酸鈣含量< I. 0，鐵含量3% 5%，絡(luò)合度≥75%，相對分子量Mn :5000^20000, pH :7 8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑及其制備方法，其制備步驟包括(1)磺化反應(yīng)得木質(zhì)素磺酸鹽；(2)鐵錳鹽的制備(3)鐵錳木質(zhì)素磺酸鹽的制備得到的復(fù)合型木質(zhì)素基鉆井液用降粘劑的水不溶物≤0.5，硫酸鈣含量≤1.0，鐵含量3%~5%，絡(luò)合度≥75%，相對分子量Mn5000~20000。該方法生產(chǎn)成本低，所制備的降粘劑既能發(fā)揮無機(jī)降粘劑良好的降粘效果，又有木質(zhì)素系降粘劑良好的抗溫、抗鹽效果，具有較好的協(xié)同作用。制備工藝簡單，無二次污染。
文檔編號C08H7/00GK102888212SQ20121039067
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者劉明華, 陳珍喜, 劉敏威, 吳宜鍇, 劉志鵬 申請人:福州大學(xué)