專利名稱：一種用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚磺鉆井液既保持了聚合物鉆井液優(yōu)良的流變特性和磺化鉆井液良好的抗鹽、抗 鈣、抗高溫的特點(diǎn)，又彌補(bǔ)了聚合物鉆井液抗鹽、抗鈣和失水造壁性能弱及加重磺化鉆井液 不適應(yīng)深井噴射鉆井的缺陷，而且還具有低廉的價(jià)格和高溫條件下優(yōu)越的鉆井液性能穩(wěn)定 性。因此，隨著勘探開發(fā)向深層發(fā)展，聚磺鉆井液體系已被廣泛使用。隨著聚磺鉆井液的大量使用，由其產(chǎn)生的廢棄物因存在著量大、組成復(fù)雜，濃度 高，色度大，COD值高等特點(diǎn)，所以對(duì)它的有效處理受到越來(lái)越多的關(guān)注。聚磺鉆井液的特點(diǎn)是在高溫條件下保持鉆井液具有良好的性能，即維護(hù)它的膠體 穩(wěn)定性。以鈉基膨潤(rùn)土為基礎(chǔ)材料的鉆井液體系，加入的各種處理劑必須維護(hù)這種鈉基膨 潤(rùn)土的穩(wěn)定性，維護(hù)穩(wěn)定性起主要作用的是側(cè)基。所加入處理劑的側(cè)基主要分為吸附基和 水化基，吸附基團(tuán)吸附在粘土顆粒的表面或邊角處，水化基吸附粘土顆粒，一個(gè)水化基團(tuán)可 以吸附多個(gè)粘土顆粒，一個(gè)粘土顆粒也能被多個(gè)水化基團(tuán)吸附，這樣形成聚合物-顆粒網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)。聚磺鉆井液含有的磺酸基提高這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抗溫性是通過磺酸基的剛性和空間位 阻效應(yīng)來(lái)大幅度提高鉆井液體系在高溫條件下的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的廢棄 鉆井液，其聚合物包裹著由粘土產(chǎn)生的膠體微粒和大量的自由水，且護(hù)膠作用很強(qiáng)，破壞這 種穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)難度大，采用常規(guī)的無(wú)機(jī)型、有機(jī)型和復(fù)合型破膠劑很難破壞達(dá)到破壞 作用，使得后續(xù)的絮凝等處理步驟無(wú)法進(jìn)行。但是要達(dá)到固液分離目的必須首先破壞它的 膠體穩(wěn)定性釋放出粘土顆粒和自由水，使粘土顆粒變成穩(wěn)定固相，才能更好地實(shí)現(xiàn)固液分 離目的。因此，需要一種使聚磺鉆井液在進(jìn)行固液分離時(shí)，使固相體積最小化，液相經(jīng)處理 后可循環(huán)使用的破膠劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是提供一種用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備用于聚磺鉆井液固液分離的破膠劑的方法。本發(fā)明的用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑是通過下述步驟制備而成的a.向反應(yīng)器中加入10-50重量份的選自草酸二乙酯、丙二酸二甲酯和丙二酸二 乙酯中的一種或多種的酯類物質(zhì)、20-70重量份的三乙胺，在不斷攪拌的條件下，升溫至 80 0C ；b.然后加入10-20重量份的酒石酸鉀鈉和3-10重量份的環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至 120°C，并在120°C的條件下恒溫加熱6小時(shí)后停止加熱；C.待反應(yīng)器內(nèi)的溫度降至25°C -40°C時(shí)，取出反應(yīng)物并用醇類有機(jī)溶劑洗滌、過 濾、干燥即得。
優(yōu)選地，所述酯類物質(zhì)是10-30重量份、所述三乙胺是30-50重量份，所述酒石酸 鉀鈉是15-20重量份以及所述環(huán)戊烷是5-10重量份。所述醇類物質(zhì)選自甲醇、乙醇和乙二醇。本發(fā)明的制備用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑的方法包括下述步驟a.向反應(yīng)器中加入10-50重量份的選自草酸二乙酯、丙二酸二甲酯和丙二酸二 乙酯中的一種或多種的酯類物質(zhì)、20-70重量份的三乙胺，在不斷攪拌的條件下，升溫至 80 0C ；b.然后加入10-20重量份的酒石酸鉀鈉和3-10重量份的環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至 120°C，并在120°C的條件下恒溫加熱6小時(shí)后停止加熱；c.待反應(yīng)器內(nèi)的溫度降至25V -40°C時(shí)，取出反應(yīng)物并用醇類有機(jī)溶劑洗滌后， 過濾，干燥即得。優(yōu)選地，其中所述酯類物質(zhì)是10-30重量份、所述三乙胺是30-50重量份，所述酒 石酸鉀鈉是15-20重量份以及所述環(huán)戊烷是5-10重量份。本發(fā)明的破膠劑在使用時(shí)可以與常規(guī)的破膠劑結(jié)合使用產(chǎn)生兩段式協(xié)同破膠作 用。本發(fā)明的破膠劑的添加量通常為廢棄聚磺鉆井液總重量的0. 02-lwt%。用常規(guī)破膠劑 使聚合物-粘土微粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的聚合物分子鏈發(fā)生卷曲、斷裂，釋放出粘土膠體微粒和 自由水，然后使用本發(fā)明研制的破膠劑使其中的粘土膠體微粒失去活性，聚集變粗，并為后 一步的絮凝作用打下良好的基礎(chǔ)。使用本發(fā)明的破膠劑并結(jié)合絮凝等固液分離處理技術(shù)， 分離率可高達(dá)77.4%。
實(shí)施例以下各組分均為工業(yè)產(chǎn)品，市場(chǎng)上有售。實(shí)施例1 將34g丙二酸二甲酯，35g三乙胺加入到不銹鋼高溫高壓反應(yīng)釜中，在不斷攪拌的 條件下，升溫至80°C;然后加入15g酒石酸鉀鈉；并滴加5. 5g環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至120°C， 并在120°C條件下恒溫加熱6小時(shí)，停止加熱；待高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)的溫度降至40°C時(shí)，打 開反應(yīng)釜，將反應(yīng)物倒入乙醇中，用乙醇洗滌后(乙醇可重復(fù)使用)，過濾，干燥得到用于廢 棄聚磺鉆井液的白色固體的破膠劑。取所獲得的破膠劑，在海上平臺(tái)進(jìn)行固液分離廢棄聚磺鉆井液處理，在廢棄聚磺 鉆井液中加入總重量0. 2wt%的廢棄聚磺鉆井液破膠劑，顯著提高了廢棄聚磺鉆井液的固 液分離效果，實(shí)現(xiàn)了海上廢棄聚磺鉆井液的固液分離，固液分離率為73. 8%。液相可繼續(xù)循 環(huán)使用，固相體積最小化，節(jié)約海上平臺(tái)空間，保護(hù)環(huán)境效果明顯。實(shí)施例2-5實(shí)施例2-5的各組分的量見下面的表1，且制備過程與實(shí)施例1相同。表 權(quán)利要求
1.一種用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑，其是通過下述步驟制備而成的a.向反應(yīng)器中加入10-50重量份的選自草酸二乙酯、丙二酸二甲酯和丙二酸二乙酯中 的一種或多種的酯類物質(zhì)、20-70重量份的三乙胺，在不斷攪拌的條件下，升溫至80°C ；b.然后加入10-20重量份的酒石酸鉀鈉和3-10重量份的環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至 120°C，并在120°C的條件下恒溫加熱6小時(shí)后停止加熱；c.待反應(yīng)器內(nèi)的溫度降至25°C-40°C時(shí)，取出反應(yīng)物并用醇類有機(jī)溶劑洗滌、過濾、干 燥即得。
2.如權(quán)利要求1所述的破膠劑，其中所述酯類物質(zhì)是10-30重量份、所述三乙胺是 30-50重量份，所述酒石酸鉀鈉是15-20重量份以及所述環(huán)戊烷是5-10重量份。
3.如權(quán)利要求1所述的破膠劑，其中所述醇類物質(zhì)選自甲醇、乙醇和乙二醇。
4.一種制備用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑的方法，其包括下述步驟a.向反應(yīng)器中加入10-50重量份的選自草酸二乙酯、丙二酸二甲酯和丙二酸二乙酯中 的一種或多種的酯類物質(zhì)、20-70重量份的三乙胺，在不斷攪拌的條件下，升溫至80°C ；b.然后加入10-20重量份的酒石酸鉀鈉和3-10重量份的環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至 120°C，并在120°C的條件下恒溫加熱6小時(shí)后停止加熱；c.待反應(yīng)器內(nèi)的溫度降至25°C-40°C時(shí)，取出反應(yīng)物并用醇類有機(jī)溶劑洗滌后，過濾， 干燥即得。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述酯類物質(zhì)是10-30重量份、所述三乙胺是30-50 重量份，所述乙酰氨基類物質(zhì)是15-20重量份以及所述環(huán)戊烷是5-10重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑及其制備方法。本發(fā)明用于廢棄聚磺鉆井液固液分離的破膠劑是通過下述步驟制備而成的a.向反應(yīng)器中加入10-50重量份的選自草酸二乙酯、丙二酸二甲酯和丙二酸二乙酯中的一種或多種的酯類物質(zhì)、20-70重量份的三乙胺，在不斷攪拌的條件下，升溫至80℃；b.然后加入10-20重量份的酒石酸鉀鈉和3-10重量份的環(huán)戊烷，同時(shí)溫度升至120℃，并在120℃的條件下恒溫加熱6小時(shí)后停止加熱；c.待反應(yīng)器內(nèi)的溫度降至25℃-40℃時(shí)，取出反應(yīng)物并用醇類有機(jī)溶劑洗滌、過濾、干燥即得。
文檔編號(hào)B01F17/00GK102068936SQ20101056026
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者劉志東, 孫金聲, 屈沅治, 朱戰(zhàn)兵, 李英敏, 莫成孝, 賴曉晴, 項(xiàng)先忠 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院, 中海油田服務(wù)股份有限公司