專利名稱：鉆井液用改性磺化酚醛樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液用改性磺化酚醛樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
磺化酚醛樹脂是一種陰離子水溶性聚電解質(zhì)，具有很強(qiáng)耐溫抗鹽能力，通過與SMC、SMT、SAS等共同使用可以配制“三磺鉆井液”體系，是理想的高溫深井鉆井液體系之一。但近年來，隨著世界石油勘探開發(fā)逐漸向深部地層和海上發(fā)展，鉆遇地層日趨復(fù)雜，對鉆井液在高溫高礦化度環(huán)境中的穩(wěn)定性提出來更高的要求。目前，現(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的磺化酚醛樹脂應(yīng)用中存在的使用效率低，抑制性差及在中深、淺井段使用效果差的缺陷已不能滿足超高溫條件下鹽水和飽和鹽水鉆井液高溫高壓濾失量控制及流變學(xué)的需要。因此，改善磺化酚醛樹脂的性能使其能進(jìn)一步適應(yīng)鉆井過程中日益復(fù)雜的環(huán)境成為當(dāng)前研究的趨 勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決常規(guī)方法制備出的磺化酚醛樹脂在高溫高壓高礦化度環(huán)境中使用時，所面臨的使用效率低、抑制性差、性能穩(wěn)定性差等問題。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
I、一種鉆井液用改性磺化酚醛樹脂的制備方法，包括如下步驟
(1)將80-110質(zhì)量份苯酚，41-80質(zhì)量份甲醛，I.9 -8. O質(zhì)量份氫氧化鉀，在60± 10°C反應(yīng) 20-60 min ；
(2)加入33.O -110. 6質(zhì)量份亞硫酸氫鈉，攪拌溶解；
(3)溶解后同時加入62.2-207質(zhì)量份對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100 土 20°C，恒溫 l-3h ；
(4)加入10.2-51. O質(zhì)量份硅酸，繼續(xù)在100 ± 20 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。2、作為優(yōu)選方式，所述制備方法進(jìn)一步包括如下步驟
(1)將90-105質(zhì)量份苯酚，44-74質(zhì)量份甲醛，2.5 -7質(zhì)量份氫氧化鉀，在60 ±5 °C反應(yīng) 30-50 min ；
(2)加入40.O -100. 6質(zhì)量份亞硫酸氫鈉，攪拌溶解；
(3)溶解后同時加入70-190質(zhì)量份對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100土 10°C，恒溫 l-3h ；
(4)加入15-45.O質(zhì)量份硅酸，繼續(xù)在100 土 10 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。3、作為優(yōu)選方式，所述制備方法進(jìn)一步包括如下步驟
(I)將80-110克苯酚，41-80克的甲醛，I. 9克-8. O克氫氧化鉀，在60± 10°C反應(yīng)20-60
min ；(2)加入33.O克-110. 6克亞硫酸氫鈉，攪拌溶解；
(3)溶解后同時加入62.2-207克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100 土 20 °C，使恒溫l_3h ；
(4)加入10.2 -51.0克硅酸，繼續(xù)在100 土 20 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。4、作為優(yōu)選方式，所述制備方法進(jìn)一步包括如下步驟
(1)將90-105克苯酚，44-70克的甲醛，2. 5 _7克氫氧化鉀，在60±5°C反應(yīng)30-50
min ；
(2)加入40.0-100. 6克亞硫酸氫鈉，攪拌溶解； (3)溶解后同時加入70-190克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100 土 10 °C，恒溫 l-3h ；
(4)加入15-45. O克硅酸，繼續(xù)在100 土 10 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。5、作為優(yōu)選方式，所述制備方法進(jìn)一步包括如下步驟
(1)將95克苯酚，55.5克甲醛，4. 5克氫氧化鉀，在62°C反應(yīng)40min ；
(2)加入亞硫酸氫鈉76.5克，攪拌溶解；
(3)溶解后同時加入124.4克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至105 °C，使恒溫2h ；
(4)加入30.8克硅酸，繼續(xù)在105 °C，每隔60分鐘加水一次，加3次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。6、作為優(yōu)選方式，所述甲醛配制成37%的甲醛水溶液。本發(fā)明的制備原理為(I)在較高pH值(約9左右)，低于60 0C，苯酚與甲醛的縮聚反應(yīng)很少發(fā)生，加成反應(yīng)大約是縮聚反應(yīng)的5倍，即反應(yīng)體系中制得大量的單羥甲基苯酚、雙羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚；(2)亞硫酸氫鈉與其中一部分的羥甲基發(fā)生取代反應(yīng)生成磺甲基；(3)同時混合液中的低聚物，游離酚，游離醛及對氨基苯磺酸等反應(yīng)生成同時含有胺基、磺酸基和酚羥基的聚合物。本發(fā)明的有益效果通過該方法制備所得改性磺化酚醛樹脂，在高溫高壓高礦化度的作業(yè)環(huán)境中，仍能保持穩(wěn)定的性能，并對泥漿的膨脹具有一定的抑制作用。測試方法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SYT 5094-2008鉆井用磺甲基酚醛樹脂的中國石油天然氣行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)，對鉆井液性能進(jìn)行測試，I)基漿的配制向盛有350ml蒸餾水的高速攪拌杯中加入O. 56g無水碳酸鈉，14. Og評價土和14. Og鉆井液試驗(yàn)用鈉土,用高速攪拌器攪拌20min，并在(24±3) °C下密閉養(yǎng)護(hù)24h，即得試驗(yàn)用基漿。2)磺甲基酚醛樹脂試驗(yàn)漿的配制向盛有基漿的高速攪拌杯中加入磺化褐煤17. 5g (以干基計(jì)),高速攪拌15min。加入磺化栲膠17. 5g (以干基計(jì)),高速攪拌15min。加入試樣17. 5g (以干基計(jì)),高速攪拌15min。加入氯化鈉105. Og,高速攪拌15min。最后加入無水碳酸鈉8. 75g，高速攪拌15min。按GB/T 16783. 1-2006中6. 3. 2和7. 3. 2中規(guī)定測試試驗(yàn)漿表觀粘度,塑性粘度，動切力，靜切力和高溫高壓濾失量。詳細(xì)的測試數(shù)據(jù)見下表。5、該發(fā)明方法制得改性磺化酚醛樹脂與普通磺化酚醛樹脂常規(guī)情況下性能的對比結(jié)果，見表I.
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用改性磺化酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將80-110質(zhì)量份苯酌·，41一80質(zhì)量份甲醒，I.9質(zhì)量份-8. O質(zhì)量份氫氧化鉀，在60±10°C反應(yīng) 20-60 min ； (2)加入33.0-110. 6質(zhì)量份亞硫酸氫鈉，攪拌溶解； (3)溶解后同時加入62.2-207質(zhì)量份對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100 土 20°C，恒溫 l-3h ； (4)加入10.2 -51. O質(zhì)量份硅酸，繼續(xù)在100 ± 20 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將90-105質(zhì)量份苯酚，44-74質(zhì)量份甲醛，2. 5 _7質(zhì)量份氫氧化鉀，在60 ±5°C反應(yīng) 30-50 min ； (2)加入40.0-100. 6質(zhì)量份亞硫酸氫鈉，攪拌溶解； (3)溶解后同時加入70-190質(zhì)量份對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100土 10°C，恒溫 l-3h ； (4)加入15-45.O質(zhì)量份硅酸，繼續(xù)在100 土 10 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將80-110克苯酚，41-80克的甲醛，I.9克-8. O克氫氧化鉀，在60± 10°C反應(yīng)20-60min ； (2)加入33.O -110. 6克亞硫酸氫鈉，攪拌溶解； (3)溶解后同時加入62.2-207克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100 土 20 °C，使恒溫l_3h ； (4)加入10.2 -51. O克硅酸，繼續(xù)在100 土 20 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。
4.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將90-105克苯酚，44-74克甲醛，2. 5克-7克氫氧化鉀，在60±5°C反應(yīng)30-50min ； (2)加入40.0-100. 6克亞硫酸氫鈉，攪拌溶解； (3)溶解后同時加入70-190克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100土 10 °C，恒溫 l-3h ； (4)加入15-45.O克硅酸，繼續(xù)在100 土 10 °C，每隔60分鐘加水一次，加2_4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將95克苯酚，55.5克的甲醛，4. 5克氫氧化鉀，在62°C反應(yīng)40min ； (2)加入亞硫酸氫鈉76.5克，攪拌溶解；(3)溶解后同時加入124.4克對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至105 °C，使恒溫2h ； (4)加入30.8克硅酸，繼續(xù)在105 °C，每隔60分鐘加水一次，加3次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于所述甲醛配制成37%的甲醛水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆井液用改性磺化酚醛樹脂的制備方法,包括如下步驟(1)將苯酚，甲醛，氫氧化鉀，在60±10℃反應(yīng)20-60min；(2)加入亞硫酸氫鈉，攪拌溶解；(3)溶解后同時加入對氨基苯磺酸鈉，然后將反應(yīng)升溫至100±20℃，恒溫1-3h；(4)加入硅酸，繼續(xù)在100±20℃，每隔60分鐘加水一次，加2-4次水，即反應(yīng)結(jié)束，液體產(chǎn)品經(jīng)噴霧干燥得固體產(chǎn)品；通過該方法制備所得改性磺化酚醛樹脂，在高溫高壓高礦化度的作業(yè)環(huán)境中，仍能保持穩(wěn)定的性能，具有優(yōu)異的抗高溫和耐鹽性能，確保油田鉆井在高溫高礦化度下仍能有效使用，并對泥漿的膨脹具有一定的抑制作用。
文檔編號C08G8/28GK102911329SQ201210424879
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者陶蓉, 李露, 武迪蒙, 王朝余, 曹海波, 王維平 申請人:四川國能偉業(yè)科技有限公司