一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于油气探勘开发油田化学及钻井液，是涉及一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、近年来，油气资源开发勘探目标逐渐向高矿化度等深部复杂地层快速拓展。钻遇含钙地层日益增多，盐钙结合高温温度效应容易导致钻井液体系性能恶化迅猛，严重时出现急剧增稠的情况，造成钻井液失去流动性而影响井下安全。而除了大量配制新浆替换，现有技术手段无法有效解决钙离子污染这一难题。因此，对钻井液的抗温、抗盐钙性能提出了更高要求和挑战。

2、降滤失剂作为抗高温钻井液核心关键处理剂之一，对井壁稳定、保护油气层起关键作用，即其抗温和抗钙性能对高温、高钙地层钻井液的性能及安全钻井至关重要。磺甲基酚醛树脂降滤失剂(smp)是由苯酚、甲醛、磺化剂经磺化、缩聚反应而成，目前是应用最广、效果优异的抗高温降滤失产品。其中smp的抗温能力一般大于150℃，但抗钙能力小于1000mg/l，所以面临着难以解决现场钙污染问题的技术难题，当前亟需开发新型的抗温和抗钙型降滤失剂。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂及其制备方法与应用，本发明提供的降滤失剂具有优良的抗温和抗钙性能，能够更好地满足现场需求。

2、本发明的一个目的在于提供一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：

3、将酶解木质素、甲醛、酸和阳离子单体在水中混合，进行反应，得到阳离子改性酶解木质素类降滤失剂；

4、所述阳离子单体为3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基三甲基卤化铵；所述酶解木质素与阳离子单体的质量比为10～40：0.3～3。

5、在本发明的实施例中，所述制备方法包括：

6、步骤s1、将酶解木质素溶于甲醛的水溶液中，在酸存在的条件下进行聚合反应，得到中间体溶液；

7、步骤s2、将所述中间体溶液和阳离子单体混合，进行反应，得到阳离子改性酶解木质素类降滤失剂。

8、在本发明的实施例中，步骤s1中，所述酸为质量浓度30～40％的盐酸溶液；所述酶解木质素与盐酸溶液的质量比为10～40：0.1～0.5。

9、在本发明的实施例中，步骤s1中，所述聚合反应的温度为85～95℃，时间为3～4h。

10、在本发明的实施例中，步骤s2中，所述反应的温度为98～102℃，时间为2～3h。

11、在本发明的实施例中，步骤s2反应后还包括：将得到的反应产物冷却至室温，经喷雾干燥，得到粉末状阳离子改性酶解木质素类降滤失剂。

12、在本发明的实施例中，所述喷雾干燥的进口温度为200～205℃，出口温度为110～115℃。

13、本发明另一个目的在于提供如前文所述的制备方法得到的阳离子改性酶解木质素类降滤失剂，该降滤失剂在高钙离子条件下的钻井液中，降滤失效果较好。

14、此外，本发明还提供如前文所述的阳离子改性酶解木质素类降滤失剂在钻井液中的应用。

15、在本发明的实施例中，所述钻井液中钙离子浓度为10000mg/l以下。

16、与现有技术相比，本发明实施例制备了一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂，本发明提供的技术方案中，原料包括酶解木质素、甲醛、酸和阳离子单体3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基三甲基卤化铵，通过聚合等反应，可将3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基三甲基卤化铵接枝到酶解木质素上，合成得到阳离子单体改性酶解木质素类型的抗钙降滤失剂。该降滤失剂拥有氮等多个吸附位点，可以提供孤电子对与钙离子形成配位键，使降滤失剂分子更好的吸附在黏土表面，协同羟基水化基团降低滤失量，提高降滤失剂的抗钙能力，抗钙性能达10000mg/l。同时，其也能保持良好的抗温性能。本发明所述的改性酶解木质素类降滤失剂与各类水基钻井液相容性好，使用方便。

17、本发明提供的阳离子改性酶解木质素类降滤失剂以酶解木质素为原料，合成时间较短，合成温度适当，制备方法简单，无三废产生，合成产品抗钙等性能优良，利于满足现场需求，符合原料-生产-产品全过程绿色环保的现代“绿色”化工理念，可助推环保型抗污染钻井液技术进步，经济社会效益显著，具有重要应用价值。

1.一种阳离子改性酶解木质素类降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述酸为质量浓度30～40％的盐酸溶液；所述酶解木质素与盐酸溶液的质量比为10～40：0.1～0.5。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述聚合反应的温度为85～95℃，时间为3～4h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述反应的温度为98～102℃，时间为2～3h。

6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s2反应后还包括：将得到的反应产物冷却至室温，经喷雾干燥，得到粉末状阳离子改性酶解木质素类降滤失剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的进口温度为200～205℃，出口温度为110～115℃。

8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的阳离子改性酶解木质素类降滤失剂。

9.如权利要求8所述的阳离子改性酶解木质素类降滤失剂在钻井液中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述钻井液中钙离子浓度为10000mg/l以下。