[发明专利]钻井液用铬木质素磺酸盐稀释剂的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井液稀释剂的制备工艺。

背景技术

牡丹江市红林化工有限责任公司是一家专门生产石油钻井液稀释剂的企业，该公司生产“铬木质素磺酸盐”稀释剂最初用硫酸做置换剂，由于需要用大量的硫酸去置换木质素中的钙，会产生一定量的酸气挥发，既有害于操作人员的身体健康又会对大气环境造成污染，还会对设备产生腐蚀，为此，公司组织技术人员进行技术攻关，用一部分硫酸盐替代一部分硫酸，经过多次实验，研发出用一定量的硫酸和一部分硫酸钠或硫酸锰做置换剂的生产工艺，解决了原工艺生产“铬木质素磺酸盐”的缺陷，但前者由于在碱性条件下钠离子的磺酸盐会产生大量的气泡，造成比重过低和出现假粘度现象，影响应用，后来被淘汰掉；后者应用部分硫酸锰生产的产品经用户使用都反映良好。但到2006年年末，“硫酸锰”的价格在不到两个月时间内每吨由3200元上涨到6500元，生产一吨“铬木质素磺酸盐”需用80Kg“硫酸锰”，“硫酸锰”的成本达到520元，导致利用“硫酸锰”做置换剂生产“铬木质素磺酸盐”的成本大幅提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备过程中不会损害操作人员的身体健康、不会对大气环境造成污染、不会对设备产生腐蚀、生产成本低的钻井液用铬木质素磺酸盐稀释剂的制备工艺。

本发明的技术解决方案是：

钻井液用铬木质素磺酸盐稀释剂的制备工艺，它由以下按重量份计算的原料制备而成：主要成分为木质素磺酸钙的酸法造纸废液，硫酸镁，硫酸和重铬酸钠，其制备过程包括以下步骤：

第一步，在配料罐中依次加入20～50份水、9～20份浓度为99％的7水硫酸镁，同时进行搅拌，搅拌1～2小时溶解后即可制备出硫酸镁置换剂；

第二步，常温状态下在反应釜中依次加入160～250份含木质素磺酸钙浓度为44～52％的酸法造纸废液和第一步中制备的硫酸镁置换剂，然后加入8～18份浓度为92％的硫酸，加完后在20～40分钟内将反应釜内温度升到70～100℃，保温20～40分钟后，将置换好的物料放到真空抽滤机上抽滤，除去反应生成的沉淀物硫酸钙杂质；

第三步，将除去硫酸钙杂质的滤液放入反应釜中进行加热，在反应釜内温度达到50～70℃时向反应釜中加入用水溶解后浓度为50％的重铬酸钠14～40份，加完后在10分钟以内将反应釜内温度升至70～100℃，保温20～40分钟后氧化完成；

第四步，将在反应釜内氧化完成的液料加入喷雾干燥塔，在280～320℃温度下喷雾瞬间干燥，即可制得棕色粉末状钻井液用铬木质素磺酸盐稀释剂。

本发明的技术效果是：本制备工艺利用硫酸和硫酸镁作为置换剂，由于此置换剂既保证了合适的PH值，不会给操作人员的工作环境和大气环境造成污染，对设备也不会产生腐蚀，也不会出现比重过低的假比重现象，“硫酸镁”价格每吨约600元，生产一吨“铬木质素磺酸盐”约需200Kg，价值是120元，比用“硫酸锰”生产每吨可降成本400元，生产成本可大幅度降低。加入本产品的钻井泥浆在常温25℃、高温150℃都会有非常理想的稀释和降粘作用，所制备的稀释剂还可以与其他的稀释剂配伍使用，本产品的应用性能非常稳定。所制备的稀释剂只含铬，盐水高温性能好，生成的硫酸钙废渣中无铬离子残留并可得到应用，也不会造成环境污染。

经过多次井下模拟试验，取得数据表明用硫酸和硫酸镁置换的工艺生产的“铬木质素磺酸盐”各项性能好于分别用硫酸、硫酸和硫酸钠、硫酸和硫酸锰做置换剂的三种工艺生产的“铬木质素磺酸盐”。

下面对上述四种置换配方的性能及成本高低列表比较：

表一测试结果为150℃下热滚16小时后，在25±3℃下测得。

表一：中国石油天然气行业标准(SY/T5702-95此标准为铁铬木质素磺酸盐行标)

以下表二测试结果为150℃下热滚16小时后，在50℃下测得。

表二：美国M-I泥浆公司标准