一种两性酚醛树脂高温钻井液降滤失剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田化学钻井液处理剂技术领域，具体设及一种两性酪醒树脂高溫钻 井液降滤失剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着石油资源的匿乏同时又要满足人们生产生活的需要，对深井和超深井油气的 开发已经成为必然。但由于深井、超深井井下溫度和压力较高，地层结构比较复杂，钻井过 程中经常会遇到高压油气层和盐水层，W及人们对钻井完井液性能不稳定、滤失量过高等 技术难题难W解决，在钻井作业过程中会经常发生井下巧塌和卡钻等井下复杂事故，给钻 井工作带来了极大的不便，使得深部地层的油气资源并不能很好的服务于人类，因此研究 高溫钻井液特别是对油田化学品降滤失剂的研制已成为一个急需解决的重要课题。
[0003] 横化酪醒树脂（SM巧是一种良好的抗高溫、抗盐降滤失剂，对我国深井及超深井 钻井工作的发展起到了重要作用。钻井液中横化酪醒树脂主要依靠范德华力吸附在带负电 荷的粘±颗粒表面，吸附热小，吸附量小，但随着现阶段钻井深度的增加，井下溫度越来越 高，吸附作用随钻井液溫度的升高变得不稳定，易脱附。后来研究和改进，使用横化酪醒树 脂时配合加入铭离子（化2O，通过金属阳离子的络合作用，可使横化酪醒树脂对粘±颗粒的 吸附量得到显著提升，从而提升了其抗高溫性能，但引入重金属离子会对地层造成伤害，且 严重污染环境，如若不添加铭离子，现场的应用中横化酪醒树脂的添加量会非常大，会出现 处理剂利用率低、浪费原材料、成本高等诸多问题。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述不足之处而提供的一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂及其 制备方法，该制备方法采用分段法合成不同反应阶段的中间体，通过中间体再合成目标产 物，制备方法简单，收率高，成本低，制备出的两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂在使用量 较低的情况下能达到较高的抗溫、抗盐能力。 阳〇化]为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂，其制备方法包括W下步骤：
[0007] (1)阳离子化线性树脂的制备
[0008] 将苯酪、甲醒、大麦芽碱按摩尔比10:10-15:1-2加入反应容器中，常溫下揽拌均 匀，并用盐酸调节溶液抑值为3-4后升溫至70-80°C，在此溫度下揽拌回流反应60-90min， 待试液变浑浊后即可；
[0009] (2)横甲基化剂的制备
[0010] 称取等质量的焦亚硫酸钢和蒸馈水混合，揽拌下滴加甲醒溶液，滴加完毕后将水 浴溫度升至50-60°C，恒溫反应地；其中甲醒与焦亚硫酸钢的摩尔比为1. 5-2. 5:1 ; W11] 做两性离子型酪醒树脂的制备 阳01引将烙融状态下的苯酪和横甲基化剂W摩尔比为1:0.8-1.2混合，用20%氨氧化钢 水溶液调节溶液抑值为9-10, 70°C下揽拌反应40min后滴加甲醒溶液，然后70°C恒溫揽拌 反应20min，接着加入阳离子化线性树脂，将溫度升至95-100°C，恒溫反应2-化，再补加一 定量甲醒溶液，恒溫反应30min，反应期间维持体系抑值为9-10,待反应产物变为红栋色透 明溶液即可，然后冷却至室溫后，避光滴加舰甲烧溶液，室溫揽拌比，得两性酪醒树脂高溫 钻井液降滤失剂；其中，所添加苯酪与阳离子化线性树脂的摩尔比为10:1-2,苯酪与甲醒 总量的摩尔比为1:1-2,舰甲烧与大麦芽碱的摩尔比为3-6:1。
[0013] 反应过程中所使用的甲醒是浓度为36% -40%的甲醒溶液。
[0014] 反应方程式为：
[0015]
[0016] 本发明提供的一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂及其制备方法，具有W下几 种有益效果：
[0017] (1)目前普遍使用的横化酪醒树脂（SMP)只有阴离子基团，因此其应用受到一定 的限制，本发明引入了阳离子基团到横化酪醒树脂上，使得降滤失剂既有阴离子基团又有 阳离子基团，提高了吸附量W及抗溫能力，拓宽了降滤失剂的使用范围，即从中深井拓展到 涂井、超涂井。
[0018] (2)现有的合成反应采用一次投料，即将所有原料全部加入到反应蓋中反应，此工 艺加料频繁且反应速率不易控制，而本发明采用分段法即合成不同阶段中间体，然后采用 中间体再合成目标产物，本发明解决了不同反应之间相互干扰的问题，提高收率的同时能 够获得质量要求的目标物质。
[0019] (3)本发明中通过阳离子静电吸附及氨键吸附增加了带负电粘±表面的吸附量， 在保持钻井液抗高溫、抗盐性能的同时降低了处理剂的用量，是一种性能良好，能够推广应 用到各种复杂高溫深井的新型降滤失剂。
【附图说明】
[0020] 图1为两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂的红外光谱图；
[002U图2为两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂（实施例1样品）放大1000倍的SEM图；
[0022] 图3为添加5%两性酪醒树脂（实施例1样品）的横泥浆"在200°C条件下老 化1化后的泥饼表面SEM图片；其中图3-1和图3-3为添加5%两性酪醒树脂（实施例1 样品）的横泥浆"在200°C条件下老化1化后泥饼表面同一部位分别放大2000、5000倍 的SEM图片；图3-2和图3-4为添加5%两性酪醒树脂（实施例1样品）的横泥浆"在 200°C条件下老化1化后泥饼表面同一部位分别放大5000、10000倍的SEM图片。
【具体实施方式】 阳〇2引 实施例1
[0024] 一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂，其制备方法包括W下步骤：
[00巧](1)阳离子化线性树脂的制备
[00%] 分别取苯酪、甲醒、大麦芽碱10. 8g、9. 8g、2.Og加入反应容器中，常溫下揽拌均 匀，并用盐酸调节溶液抑值为3后升溫至80°C，在此溫度下揽拌回流反应60min，此时溶液 变浑浊，备用；
[0027] 似横甲基化剂的制备
[0028] 取26. 5g焦亚硫酸钢与26. 5g蒸馈水混匀，揽拌下滴加21. 2g甲醒溶液，滴加完毕 后将水浴溫度升至50°C，恒溫反应4h;因为反应放热，因此甲醒要逐滴加入，不可一次性加 入；
[0029] (3)两性离子型酪醒树脂的制备
[0030] 将25. 2g烙融状态下的苯酪加入步骤（2)制备的横甲基化剂中，用20%氨氧化钢 水溶液将体系抑调至9,70°C下揽拌反应40min后滴加甲醒溶液17. 6g，甲醒滴加完毕后， 70°C恒溫揽拌20min，接着加入步骤（1)制备的阳离子化线性树脂，将溫度升至l〇〇°C，恒溫 反应化，随后向体系补加12. 6g甲醒溶液，恒溫反应至体系变为红栋色透明溶液即可，反应 期间维持体系抑值为9,最后将溶液冷却至室溫，避光滴加7. 5mL舰甲烧，室溫揽拌比，得 两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂。 阳0川实施例2
[0032] 一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂，其制备方法包括W下步骤：
[0033] (1)阳离子化线性树脂的制备
[0034] 分别取苯酪、甲醒、大麦芽碱16. 2g、15.lg、28. 5g加入反应容器中，常溫下揽拌均 匀，并用盐酸调节溶液抑值为3后升溫至75°C，在此溫度下揽拌回流反应60min，此时溶液 变浑浊，备用；
[0035] 似横甲基化剂的制备
[0036] 取26. 5g焦亚硫酸钢与26. 5g蒸馈水混匀，揽拌下滴加21. 2g甲醒溶液，滴加完毕 后将水浴溫度升至50°C，恒溫反应4h;因为反应放热，因此甲醒要逐渐滴加，不可一次性加 入；
[0037] (3)两性离子型酪醒树脂的制备 阳03引将25. 2g烙融状态下的苯酪加入步骤似制备的横甲基化剂烧瓶中，用20%氨氧 化钢水溶液将体系抑调至10,70°C下揽拌反应40min后滴加甲醒溶液17. 6g，甲醒滴加完 毕后，70°C恒溫揽拌20min，接着加入步骤（1)制备的阳离子化线性树脂，将溫度升至95°C， 恒溫反应化，随后向体系补加12. 6g甲醒溶液，恒溫反应至体系变为红栋色透明溶液即可， 反应期间维持体系抑值为10,最后将溶液冷却至室溫，避光滴加7. 5mL舰甲烧，室溫揽拌 比，得两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂。
[0039] 实施例3
[0040] 一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂，其制备方法包括W下步骤：
[0041] (1)阳离子化线性树脂的制备
[0042] 分别取苯酪、甲醒、大麦芽碱16. 2g、15.lg、28. 5g加入反应容器中，常溫下揽拌均 匀，并用盐酸调节溶液抑值为4后升溫至70°C，在此溫度下揽拌回流反应60min，此时溶液 变浑浊，备用；
[0043] (2)横甲基化剂的制备
[0044] 取22. 5g焦亚硫酸钢与22. 5g蒸馈水混匀，揽拌下滴加18. 2g甲醒溶液，滴加完毕 后将水浴溫度升至50°C，恒溫反应地；因为反应放热，因此甲醒要逐渐滴加，不可一次性加 入；
[0045] (3)两性离子型酪醒树脂的制备
[0046] 将21. 2g烙融状态下的苯酪加入步骤（2)制备的横甲基化剂烧瓶中，用20%氨 氧化钢水溶液将体系抑调至10,70°C下揽拌反应40min后滴加甲醒溶液14. 6g，甲醒滴 加完毕后，7(TC恒溫揽拌20min，接着加入步骤（1)制备的阳离子化线性树脂，将溫度升至 100°C，恒溫反应化，随后向体系补加9. 6g甲醒溶液，恒溫反应至体系变为红栋色透明溶液 即可，反应期间维持体系抑值为10,最后将溶液冷却至室溫，避光滴加6. 3血舰甲烧，室溫 揽拌比，得两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂。 W47] 实施例4
[0048] 一种两性酪醒树脂高溫钻井液降滤失剂，其制备方法包括W下步骤：
[0049] (1)阳离子化线性树脂的制备
[0050] 分别取苯酪、甲醒、大麦芽碱10.8g、10.lg、19.0g加入反应容器中，常溫下揽拌均 匀，并用盐酸调节溶液抑值为3后升溫至70°C，在此溫度下揽拌回流反应60min，此时溶液 变浑浊，备用；
[0051] 似横甲基化剂的制备
[0052] 取22. 5g焦亚硫酸钢与22. 5g蒸馈水混匀，揽拌下滴加18. 2g甲醒溶液，滴加完毕 后将水浴溫度升至50°C，恒溫反应4h;因为反应放热，因此甲醒要逐渐滴加，不可一次性加 入；
[0053] (3)两性离子型酪醒树脂的制备
[0054] 将23. 2g烙融状态下的苯酪加入步骤（2)制备的横甲基化剂烧瓶中，用20%氨 氧化钢水溶液将体系抑调至10,70°C下揽拌反应40min后滴加甲醒溶液14.6g，甲醒滴 加完毕后，7(TC恒溫揽拌20