鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝的製作方法

2023-05-12 07:43:21 2

專利名稱：：鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝的製作方法
技術領域：
：本發明涉及石油鑽井液稀釋劑的製備工藝。
背景技術：
：牡丹江市紅林化工有限責任公司是一家專門生產石油鑽井液稀釋劑的企業，該公司生產"鉻木質素磺酸鹽"稀釋劑最初用硫酸做置換劑，由於需要用大量的硫酸去置換木質素中的鈣，會產生一定量的酸氣揮發，既有害於操作人員的身體健康又會對大氣環境造成汙染，還會對設備產生腐蝕，為此，公司組織技術人員進行技術攻關，用一部分硫酸鹽替代一部分硫酸，經過多次實驗，研發出用一定量的硫酸和一部分硫酸鈉或硫酸錳做置換劑的生產工藝，解決了原工藝生產"鉻木質素磺酸鹽"的缺陷，但前者由於在鹼性條件下鈉離子的磺酸鹽會產生大量的氣泡，造成比重過低和出現假粘度現象，影響應用，後來被淘汰掉；後者應用部分硫酸錳生產的產品經用戶使用都反映良好。但到2006年年末，"硫酸錳"的價格在不到兩個月時間內每噸由3200元上漲到6500元，生產一噸"鉻木質素磺酸鹽"需用80Kg"硫酸錳"，"硫酸錳"的成本達到520元，導致利用"硫酸錳"做置換劑生產"鉻木質素磺酸鹽"的成本大幅提高。
發明內容本發明的目的是提供一種製備過程中不會損害操作人員的身體健康、不會對大氣環境造成汙染、不會對設備產生腐蝕、生產成本低的鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝。本發明的技術解決方案是鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝，它由以下按重量份計算的原料製備而成主要成分為木質素磺酸鈣的酸法造紙廢液，硫酸鎂，硫酸和重鉻酸鈉，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入2050份水、920份濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入160250份含木質素磺酸鈣濃度為4452%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入818份濃度為92%的硫酸，加完後在2040分鐘內將反應釜內溫度升到70IO(TC，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中進行加熱，在反應釜內溫度達到507(TC時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉1440份，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至70IO(TC，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在28032(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。本發明的技術效果是本製備工藝利用硫酸和硫酸鎂作為置換劑，由於此置換劑既保證了合適的ra值，不會給操作人員的工作環境和大氣環境造成汙染，對設備也不會產生腐蝕，也不會出現比重過低的假比重現象，"硫酸鎂"價格每噸約600元，生產一噸"鉻木質素磺酸鹽"約需200Kg，價值是120元，比用"硫酸錳"生產每噸可降成本400元，生產成本可大幅度降低。加入本產品的鑽井泥漿在常溫25t:、高溫15(TC都會有非常理想的稀釋和降粘作用，所製備的稀釋劑還可以與其他的稀釋劑配伍使用，本產品的應用性能非常穩定。所製備的稀釋劑只含鉻，鹽水高溫性能好，生成的硫酸鈣廢渣中無鉻離子殘留並可得到應用，也不會造成環境汙染。經過多次井下模擬試驗，取得數據表明用硫酸和硫酸鎂置換的工藝生產的"鉻木質素磺酸鹽"各項性能好於分別用硫酸、硫酸和硫酸鈉、硫酸和硫酸錳做置換劑的三種工藝生產的"鉻木質素磺酸鹽"。下面對上述四種置換配方的性能及成本高低列表比較表一測試結果為15(TC下熱滾16小時後，在25士3t:下測得。表一中國石油天然氣行業標準(SY/T5702-95此標準為鐵鉻木質素磺酸鹽行標)tableseeoriginaldocumentpage5以下表二測試結果為15(TC下熱滾16小時後，在5(TC下測得。表二美國M-I泥槳公司標準tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6從表一和表二列舉的對比數據可以看出，用硫酸和硫酸鎂置換的鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的性能是最優異的，價格也是眾配方中最低廉的。目前，儘管金融危機尚未結束，該公司用鎂鹽作置換劑生產的"鉻木質素磺酸鹽"對客戶仍然有較大需求量，而且反響一直很好。其主要創新點是採用鎂鹽做置換劑，不但降低了生產成本，而且還使使用性能穩定和提高；既消除了對環境的汙染，其生產廢渣"硫酸鈣"可以全部銷售到水泥廠做水泥礦化劑或者水泥緩凝劑，既取得了很好的經濟效益又取得了很好的社會效益。具體實施例方式鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝實施例一它由以下濃度及重量的原料製備而成濃度為92%的硫酸12公斤，濃度為99%的7水硫酸鎂15公斤，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200公斤，濃度為98.2%的重鉻酸鈉15公斤，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入37.5公斤水、15公斤濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200公斤含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入12公斤的濃度為92%的硫酸，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到9(TC，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中進行加熱，在反應釜內溫度達到55t:時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉30公斤，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至8(TC，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。實施例二它由按以下濃度及重量的原料製備而成濃度為92%的硫酸10公斤，濃度為99%的7水硫酸鎂18公斤，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200公斤，濃度為98.2%的重鉻酸鈉17公斤，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入45公斤水、18公斤濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200公斤含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入10公斤的濃度為92%的硫酸，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到85t:，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中並為反應釜內濾液加熱，在反應釜內溫度達到62t:時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉34公斤，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至75t:，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。實施例三它由按以下濃度及重量的原料製備而成濃度為92%的硫酸10公斤，濃度為99%的7水硫酸鎂13公斤，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200公斤，濃度為98.2%的重鉻酸鈉13公斤，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入32.5公斤水、13公斤濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200公斤含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入濃度為92%的硫酸10公斤，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到8(TC，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中並為反應釜內濾液加熱，在反應釜內溫度達到6(TC時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉26公斤，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至9(TC，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。以上方式所製造的這種稀釋劑直接用粉末或配成水溶液加入泥漿中，由於加入此稀釋劑後泥漿的ra有所降低，需加入氫氧化鈉調節泥漿ra值在ioio.5之間，使用效果最佳。作為泥漿稀釋劑使用時推薦用量淡水為0.7%(W/V)，鹽水1.0X(W/V)。權利要求鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝，它由以下按重量份計算的原料製備而成主要成分為木質素磺酸鈣的酸法造紙廢液，硫酸鎂，硫酸和重鉻酸鈉，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入20～50份水、9～20份濃度為99％的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌1～2小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入160～250份含木質素磺酸鈣濃度為44～52％的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入8～18份濃度為92％的硫酸，加完後在20～40分鐘內將反應釜內溫度升到70～100℃，保溫20～40分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中進行加熱，在反應釜內溫度達到50～70℃時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50％的重鉻酸鈉14～40份，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至70～100℃，保溫20～40分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在280～320℃溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。2.如權利要求1所述的鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝，其特徵在於它由以下濃度及重量份的原料製備而成濃度為92%的硫酸12份，濃度為99%的7水硫酸鎂15份，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200份，濃度為98.2%的重鉻酸鈉15份，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入37.5份水、15份濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200份含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入12份的濃度為92%的硫酸，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到90°C，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中進行加熱，在反應釜內溫度達到55°C時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉30份，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至8(TC，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。3.如權利要求1所述的鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝，其特徵在於它由按以下濃度及重量份的原料製備而成濃度為92%的硫酸10份，濃度為99%的7水硫酸鎂18份，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200份，濃度為98.2%的重鉻酸鈉17份，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入45份水、18份濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200份含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入10份的濃度為92%的硫酸，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到85°C，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中並為反應釜內濾液加熱，在反應釜內溫度達到62t:時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉34份，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至75t:，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。4.如權利要求1所述的鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的製備工藝，其特徵在於它由按以下濃度及重量份的原料製備而成濃度為92%的硫酸10份，濃度為99%的7水硫酸鎂13份，含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液200份，濃度為98.2%的重鉻酸鈉13份，其製備過程包括以下步驟第一步，在配料罐中依次加入32.5份水、13份濃度為99%的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌12小時溶解後即可製備出硫酸鎂置換劑；第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入200份含木質素磺酸鈣濃度為48%的酸法造紙廢液和第一步中製備的硫酸鎂置換劑，然後加入濃度為92%的硫酸10份，加完後在20分鐘內將反應釜內溫度升到80°C，保溫2040分鐘後，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉澱物硫酸鈣雜質；第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中並為反應釜內濾液加熱，在反應釜內溫度達到6(TC時向反應釜中加入用水溶解後濃度為50%的重鉻酸鈉26份，加完後在10分鐘以內將反應釜內溫度升至9(TC，保溫2040分鐘後氧化完成；第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧乾燥塔，在30(TC溫度下噴霧瞬間乾燥，即可製得棕色粉末狀鑽井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。全文摘要本發明涉及石油鑽井液稀釋劑的製備工藝，本製備工藝利用硫酸和硫酸鎂作為置換劑，由於此置換劑既保證了合適的PH值，不會給操作人員的工作環境和大氣環境造成汙染，對設備也不會產生腐蝕，也不會出現比重過低的假比重現象，「硫酸鎂」價格每噸約600元，生產一噸「鉻木質素磺酸鹽」約需200Kg，價值是120元，比用「硫酸錳」生產每噸可降成本400元，生產成本可大幅度降低。加入本產品的鑽井泥漿在常溫25℃、高溫150℃都會有非常理想的稀釋和降粘作用，所製備的稀釋劑還可以與其他的稀釋劑配伍使用，本產品的應用性能非常穩定。所製備的稀釋劑只含鉻，鹽水高溫性能好，生成的硫酸鈣廢渣中無鉻離子殘留並可得到應用，也不會造成環境汙染。文檔編號C09K8/035GK101759726SQ20101030094公開日2010年6月30日申請日期2010年1月30日優先權日2010年1月30日發明者孫秀萍,李建國,李曉斌,楊同菊,王春香申請人:牡丹江市紅林化工有限責任公司