專利名稱：鉆井液用高效半透膜抑制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液用高效半透膜抑制劑及其制備方法，屬石油鉆探用化工助劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石油鉆井作業(yè)中的泥頁巖遇到水會出現(xiàn)水化膨脹、分散等現(xiàn)象，極易造成井壁坍塌、卡鉆等事故。井壁坍塌失穩(wěn)的原因是由于孔隙壓力擴散所至，因此，控制孔隙壓カ擴散是維持井壁穩(wěn)固的關(guān)鍵。目前控制孔隙壓カ擴散的手段是在鉆井液中加入頁巖抑制劑，但現(xiàn)有的頁巖抑制劑不僅價格昂貴，生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，而且抗高溫、抗鉆屑污染能力差，還會產(chǎn)生大量污染環(huán)境的物質(zhì)，不利于井壁穩(wěn)定，不能滿足環(huán)保要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種采用硅酸鈉、硅樹脂、磷酸酯淀粉、氫氧化鈉等原料，通過特定エ藝制備而成，具有良好的抗高溫、抗鉆屑污染性能和強抑制性能，不產(chǎn)生污染環(huán)境物質(zhì)、緑色環(huán)保，且生產(chǎn)エ藝簡單、制造成本低廉。能解決現(xiàn)有頁巖抑制劑生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，使用時產(chǎn)生大量污染環(huán)境物質(zhì)，且抗高溫、抗鉆屑污染能力差，制造成本高第問題的鉆井液用高效半透膜抑制劑及其制備方法。本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的
一種鉆井液用高效半透膜抑制劑，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成 硅酸鈉17. 5%，
ニ氣甲基娃燒1%，
氫氧化鈉2. 2%,
磷酸酯淀粉10. 1%，
水69. 2%。上述鉆井液用高效半透膜抑制劑的制備方法包括如下步驟
第一歩將O. 7%的水加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的溫度為常溫，再加入O. 5%的氫氧化鈉，攪拌15 25分鐘，配制成氫氧化鈉水溶液；
第二步在氫氧化鈉水溶液中加入1%的三氯甲基硅烷，攪拌均勻后，將反應(yīng)釜中的溫度升至80 90°C，反應(yīng)I小時，生成甲基硅醇鈉；
第三步依次向反應(yīng)釜中加入I. 7%的氫氧化鈉、3. 5%的水、17. 5%的硅酸鈉，并保持反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為80 90°C，攪拌30分鐘，使加入原料與反應(yīng)釜中的甲基硅醇鈉混合均勻；第四步再向反應(yīng)釜中加入10. 1%的磷酸酯淀粉和剰余的65%的水，并將反應(yīng)釜中的溫度升至100 110°C，反應(yīng)2小吋，即制得鉆井液用高效半透膜抑制劑產(chǎn)品；
第五步將制得的產(chǎn)品用塑料桶計量包裝后入庫。該鉆井液用高效半透膜抑制劑由于采用硅酸鈉、三氯甲基硅烷、氫氧化鈉、磷酸酯淀粉和水經(jīng)上述的特殊エ藝制備而成，且氫氧化鈉與三氯甲基硅烷反應(yīng)生成的甲基硅醇鈉是ー種有機硅穩(wěn)定劑，分子中含有親油疏水基團烷基，與粘土吸附后裸露于外端，發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)，可改善粘土表面的水化膜，起到保持粘土的作用，提高鉆井液的穩(wěn)定性能，能抑制造漿，保持良好的流變性。另外，硅酸鹽具有硅氧四面體結(jié)構(gòu)，可與井壁上的硅酸鹽、硅氧化物等硅的化合物結(jié)合，形成的復(fù)雜化合物特性非常穩(wěn)定，可在井壁上形成ー層具有一定強度的，且具有半透膜性能的硬的“封固売”，在井壁外圍形成保護層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效的達(dá)到了防止地層水化膨脹、封堵地層層理裂縫、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運移、防止井壁坍塌及保護油氣層的目的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于
該鉆井液用高效半透膜抑制劑制作エ藝簡單，制造成本低廉，其半透膜效率可達(dá)80%以上。對頁巖水化膨脹、分散的能力較其它抑制劑強，遠(yuǎn)大于陰離子、兩性離子聚合物，其鉆屑回收率可達(dá)到97%以上。反應(yīng)中生成的甲基硅醇鈉與硅酸鈉反應(yīng)生成的有機硅化合物具有很好的抗高溫性能，高溫高壓濾失量為16ml，而現(xiàn)有產(chǎn)品的高溫高壓濾失量一般為^ 20ml。且不產(chǎn)生污染環(huán)境物質(zhì)，緑色環(huán)保。解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，使用時會產(chǎn)生大量污染環(huán)境物質(zhì)，抗高溫、抗鉆屑污染能力差，制造成本高的問題。
具體實施例方式下面以制取1000 kg的鉆井液用高效半透膜抑制劑為例，對本發(fā)明作進(jìn)ー步的描述。先按上述的原料重量百分比稱取原料
硅酸鈉175 kg，
ニ氣甲基娃燒10 kg,
氫氧化鈉22 kg,
磷酸酯淀粉101 kg,
水692 kg。具體制備方法如下
第一歩先將7 kg的水加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的溫度為常溫，即20°c。再加入5 kg的氫氧化鈉，攪拌20分鐘，配制成氫氧化鈉水溶液。第二步在第一步配制的氫氧化鈉水溶液中加入10 kg的三氯甲基硅烷，攪拌均勻后，將反應(yīng)釜中的溫度升至85V’反應(yīng)I小時，生成甲基硅醇鈉。其化學(xué)反應(yīng)原理如下
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用高效半透膜抑制劑，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成硅酸鈉17. 5%，ニ氣甲基娃燒1%，氫氧化鈉2. 2%,磷酸酯淀粉10. 1%，水69. 2% ；上述鉆井液用高效半透膜抑制劑的制備方法包括如下步驟第一歩將O. 7%的水加入到反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜中的溫度為常溫，再加入O. 5%的氫氧化鈉，攪拌15 25分鐘，配制成氫氧化鈉水溶液；第二步在氫氧化鈉水溶液中加入1%的三氯甲基硅烷，攪拌均勻后，將反應(yīng)釜中的溫度升至80 90°C，反應(yīng)I小時，生成甲基硅醇鈉；第三步依次向反應(yīng)釜中加入I. 7%的氫氧化鈉、3. 5%的水、17. 5%的硅酸鈉，并保持反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為80 90°C，攪拌30分鐘，使加入原料與反應(yīng)釜中的甲基硅醇鈉混合均勻；第四步再向反應(yīng)釜中加入10. 1%的磷酸酯淀粉和剰余的65%的水，并將反應(yīng)釜中的溫度升至100 110°C，反應(yīng)2小吋，即制得鉆井液用高效半透膜抑制劑產(chǎn)品；第五步將制得的產(chǎn)品用塑料桶計量包裝后入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井液用高效半透膜抑制劑及其制備方法，屬石油鉆探用化工助劑技術(shù)領(lǐng)域。半透膜抑制劑由硅酸鈉、三氯甲基硅烷、氫氧化鈉、磷酸酯淀粉和水經(jīng)特殊工藝制備而成，制作工藝簡單，制造成本低廉，其半透膜效率可達(dá)80%以上。對頁巖水化膨脹、分散的能力較其它抑制劑強，遠(yuǎn)大于陰離子、兩性離子聚合物，其鉆屑回收率可達(dá)到97%以上。反應(yīng)中生成的甲基硅醇鈉與硅酸鈉反應(yīng)后生成的有機硅化合物具有很好的抗高溫性能，高溫高壓濾失量為16ml，比現(xiàn)有產(chǎn)品≥20ml的濾失量小很多。且不產(chǎn)生污染環(huán)境物質(zhì)，綠色環(huán)保。解決了現(xiàn)有抑制劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，使用時會產(chǎn)生大量污染環(huán)境物質(zhì)，抗高溫、抗鉆屑污染能力差，制造成本高的問題。
文檔編號C09K8/035GK102827590SQ20121035132
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者劉健, 劉方杰 申請人:湖北龍?；び邢薰?br>