一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法
2023-04-28 02:18:56 1
專利名稱：一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及木質素鑽井液處理劑製備技術領域，具體涉及一種胺化木質素鑽井液 處理劑的製備方法。
背景技術：
油田鑽井過程中所使用的水基鑽井液中大量需要水溶性的高分子處理劑，且要求 所用高分子上應有極性吸附基團和水化基團，吸附基團在黏土顆粒表面上產生吸附，水化 基團則在黏土表面高分子的吸附部位產生水化作用，這兩種基團共同作用使黏土顆粒表面 形成吸附水化膜，該吸附水化膜的性能直接影響著鑽井液中黏土顆粒的聚集或分散穩定 性，而該吸附水化膜的性能在很大程度上受高分子處理劑分子上極性吸附基團和水化基團 的種類和數量的影響。羥基、胺基、醚鍵等是非離子型強吸附基團，並具有一定極性，含這些 基團的水溶性高分子處理劑易於分散到水基鑽井液中被黏土顆粒所吸附，在黏土顆粒表面 形成一定的溶劑化膜，使鑽井液中的黏土顆粒轉化為膠體化粒子並保持其膠體穩定性，確 保持鑽井液工作時的諸項性能滿足鑽井作業要求。羧基、磺酸基為強水化特徵的陰離子基 團，引入高分子鏈後能夠顯著提高處理劑的水溶性，使高分子處理劑在黏土表面吸附後形 成較強的溶劑化層，從而起到抗鹽、抗溫、抗汙染的功效。木質素磺酸鹽的分子結構符合鑽 井液處理劑的要求，且該類天然高分子衍生物因來源廣泛、價格低廉、易通過分子結構改造 來製備多種功能的油田化學。目前在鑽井液中應用的木質素磺酸鹽常用作稀釋劑，但是單 獨使用木質素磺酸鹽時不能表現出理想的稀釋和降濾失的作用效能，因此採用了木質素磺 酸的鐵、鉻絡合物等體系來增強其效能，但是過渡金屬離子尤其是重金屬離子的引入會導 致處理劑對環境的汙染，因此需要進一步研究無汙染、環保型的木質素類鑽井液處理劑。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種胺化木質素鑽井液處 理劑的製備方法，所得胺化木質素鑽井液處理劑具有高的降濾失、降黏作用和好的抗溫性 能，同時因為原材料本身為天然無毒產物、易降解，並且沒有引入汙染性金屬離子，因此具 有汙染小的優點。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20-30倍質量的水的容器中；所述工業木質素 為造紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉或木質素磺酸鈣，第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5-6，所述乙酸溶液為化 學純試劑；
第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 5-15，甲醛系列物包括甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛或六次甲基四 胺，其中甲醛為化學純水溶液，三聚甲醛、多聚甲醛和六次甲基四胺為化學純試劑；
第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺包括二甲胺、二乙胺、二乙醇 胺或嗎啡啉，二甲胺為化學純水溶液，二乙胺、二乙醇胺和嗎啡啉為化學純試劑，其中加入 的胺與甲醛的物質的量的比為1 1-6;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流2-6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。一種胺化木質素鑽井液處理劑，為褐色顆粒狀固體，室溫下，在含土 2-5%的水基 鑽井液中添加0. 2-0. 4%胺化木質素後，可使鑽井液的API濾失量由13ml降低為9. 8ml, 降黏率達15%以上，經180°C滾動老化處理後仍可達16% ；同時對黏度有降低作用，降黏率 15-50%，均高於未氨化的工業木質素磺酸鈉和木質素磺酸鈣。由於工業木質素磺酸鹽經過上述處理之後增加了胺基的數量，將其用作鑽井液處 理劑與工業木質素磺酸鹽相比，分子上的水化吸附基團數量增加，故所得胺化木質素作為 鑽井液處理劑能夠提高其降濾失和降黏作用效能，同時因為原材料本身為天然無毒產物易 降解，並且沒有引入汙染性金屬離子，因此具有汙染小的優點，可用於鑽井液處理劑製備領 域。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。實施例1一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣，第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5，所述乙酸溶液為化學 純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 7，甲醛系列物為甲醛，甲醛為35%的化學純水溶液；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二甲胺，二甲胺為33%的化 學純水溶液，二甲胺與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為19%，180°C處理降濾失率為16%，降黏率為10%。實施例2一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；
第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5，所述乙酸溶液為化學 純試劑；
第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木質素的質量比為1 8，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二甲胺，二甲胺為33%的化 學純水溶液，二甲胺與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為15%，180°C處理降濾失率為14%，降黏率為50%。實施例3一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學 純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 8，甲醛系列物為三聚甲醛，三聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙胺，二乙胺為化學純試 齊U，二乙胺與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流5小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為10%，180°C處理降濾失率為13%，降黏率為25%。實施例4一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20-30倍質量的水的容器中，所述工業木質素 為造紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5-6，所述乙酸溶液為化 學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 6，甲醛系列物為多聚甲醛，多聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙醇胺，二乙醇胺為化學 純試劑，二乙醇胺與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為15%，180°C處理濾失率為16%，降黏率為30%。
實施例5一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學 純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 9，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為嗎啡啉，嗎啡啉為化學純試 齊U，嗎啡啉與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流5小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為15%，180°C處理濾失率為16%，降黏率為19%。實施例6一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學 純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 10，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙醇胺，二乙醇胺為化學 純試劑，二乙醇胺與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素， 可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為13%，180°C處理濾失率為16%，降黏率為15%。實施例7一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學 純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工 業木質素的質量比為1 6，甲醛系列物為多聚甲醛，多聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為嗎啡啉，嗎啡啉為化學純試齊U，嗎啡啉與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作為鑽井液處理劑。所得胺化木質素為褐色顆粒狀固體，在含土 4%的水基鑽井液中添加，添加0. 3% 的該處理劑，其降濾失率在室溫下為13%，180°C處理濾失率為15%，降黏率為18%。
權利要求
一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20-30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉或木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10％的乙酸溶液，調節pH值為5-6，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木質素的質量比為1∶5-15，甲醛系列物包括甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛或六次甲基四胺，其中甲醛為化學純水溶液，三聚甲醛、多聚甲醛和六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺包括二甲胺、二乙胺、二乙醇胺或嗎啡啉，二甲胺為化學純水溶液，二乙胺、二乙醇胺和嗎啡啉為化學純試劑，其中加入的胺與甲醛的物質的量的比為1∶1-6；第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流2-6小時，得到胺化木質素的水溶液；第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作為鑽井液處理劑。
2.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 7，甲醛系列物為甲醛，甲醛為35%的化學純水溶液；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二甲胺，二甲胺為33%的化學純 水溶液，二甲胺與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作 為鑽井液處理劑。
3.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 8，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二甲胺，二甲胺為33%的化學純 水溶液，二甲胺與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作為鑽井液處理劑。
4.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 8，甲醛系列物為三聚甲醛，三聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙胺，二乙胺為化學純試劑， 二乙胺與甲醛的物質的量的比為11;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流5小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作 為鑽井液處理劑。
5.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有20-30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造 紙企業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為5-6，所述乙酸溶液為化學純 試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 6，甲醛系列物為多聚甲醛，多聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙醇胺，二乙醇胺為化學純試 劑，二乙醇胺與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作 為鑽井液處理劑。
6.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈉；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 9，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為嗎啡啉，嗎啡啉為化學純試劑， 嗎啡啉與甲醛的物質的量的比為1 1;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流5小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作為鑽井液處理劑。
7.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 10，甲醛系列物為六次甲基四胺，六次甲基四胺為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為二乙醇胺，二乙醇胺為化學純試 劑，二乙醇胺與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作 為鑽井液處理劑。
8.根據權利要求1所述的一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，將工業木質素溶解於盛有30倍質量的水的容器中，所述工業木質素為造紙企 業亞硫酸鹽造紙法生產的木質素磺酸鈣；第二步，向上述溶液中滴加10%的乙酸溶液，調節pH值為6，所述乙酸溶液為化學純試劑；第三步，攪拌條件下向容器中加入甲醛系列物，所述甲醛系列物中甲醛的量與工業木 質素的質量比為1 6，甲醛系列物為多聚甲醛，多聚甲醛為化學純試劑；第四步，攪拌條件下向第三步的反應物中加入胺，胺為嗎啡啉，嗎啡啉為化學純試劑， 嗎啡啉與甲醛的物質的量的比為1 2;第五步，將上述反應物攪拌條件下加熱回流6小時，得到胺化木質素的水溶液； 第六步，將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作 為鑽井液處理劑。
全文摘要
一種胺化木質素鑽井液處理劑的製備方法，先將工業木質素溶解於水中，再滴加乙酸溶液，調節pH值，攪拌條件下加入甲醛系列物，再於攪拌條件下加入胺，然後於攪拌條件下加熱回流，得到胺化木質素的水溶液，最後將胺化木質素的水溶液蒸乾，粉碎，即得到褐色顆粒狀固體胺化木質素，可作為鑽井液處理劑，所得胺化木質素作為鑽井液處理劑能夠提高其降濾失和降黏作用效能，同時因為原材料本身為天然無毒產物易降解，並且沒有引入汙染性金屬離子，因此具有汙染小的優點，可用於鑽井液處理劑製備領域。
文檔編號C07G1/00GK101857798SQ20101019675
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月10日 優先權日2010年6月10日
發明者張潔, 陳剛 申請人:西安石油大學