[发明专利]一种钻井液用无铬磺化褐煤的制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用无铬磺化褐煤的制备方法，包括以下步骤：S1、利用液碱对褐煤中的腐植酸进行萃取：将水、褐煤和液碱按比例加入蒸球中，在0.25～0.30MPa的反应压力下持续运转蒸球60～70分钟；S2、进行离心分离：若煤液碱中腐植酸的含量≥56％，则无需进行离心分离；否则将部分煤液碱流入高速离心机中进行离心分离；S3、将离心分离后的所有煤液碱半成品进行合成；S4、将储罐内的产品投入到离心喷雾干燥塔中进行干燥，至无铬磺化褐煤产品水分含量小于15％。本发明在制备过程中无需加入重铬酸钠，得到的褐煤产品中无重金属铬，更符合环保的要求，是新时期绿色化学的需要，有效避免了在钻井的过程中，地下水和土壤被重金属铬污染。

技术领域

本发明属于石油天然气钻探领域，涉及一种钻井液用降滤失剂，特别是一种钻井液用无铬磺化褐煤的制备方法。

背景技术

有铬磺化褐煤(SMC)是一种钻井液滤失剂，具有很好的降滤失作用。因为有铬磺化褐煤价格便宜，性能好，所以在油田钻井行业中得到了广泛的使用。但是有铬磺化褐煤在生产过程中加入了重铬酸钠(俗称红矾)原料进行络合反应，有铬磺化褐煤SMC产品中含有重金属铬。因为有铬的存在，有铬磺化褐煤SMC产品性能优越，但存在一个致命的缺陷，那就是在钻井过程中对水体和土壤资源的污染。而且人体大量吸入铬会中毒，铬对人有强致癌危险性。且随着《环境保护法》的规范和更加严格要求，石油天然气钻探行业同时也规定，有铬磺化褐煤产品在石油天然气钻探领域不能再使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在制备过程中无需加入重铬酸钠，得到的褐煤产品中无重金属铬，有效避免了在钻井的过程中地下水和土壤被重金属铬污染的钻井液用无铬磺化褐煤的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种钻井液用无铬磺化褐煤的制备方法，包括以下步骤：

S1、利用液碱对褐煤中的腐植酸进行萃取：将水、褐煤和液碱按照以下重量分数加入蒸球中：水150～180、褐煤50～60、液碱13～17；然后在0.25～0.30MPa的反应压力下持续运转蒸球60～70分钟；

S2、进行离心分离：检测用步骤S1进行萃取后的煤液碱中腐植酸的含量，若煤液碱中腐植酸的含量≥56％，则无需进行离心分离，直接执行步骤S3；否则将部分煤液碱流入高速离心机中进行离心分离；

S3、将离心分离后的所有煤液碱半成品进行合成，包括以下子步骤：

S31、把离心分离后的煤液碱半成品液泵入反应釜内，每个反应釜里面加入3m³半成品液；

S32、开启反应釜搅的拌器搅拌5分钟，然后取半成品爷样品100ml，并利用快速水分测定仪对该半成品样品进行测定；

S33、根据步骤S32快速水分测定仪测定的半成品的干物含量，按照半成品的干物含量计算反应釜需要加入的偏硅酸钠和偏铝酸钠的投料量，并称量准备好；其中，偏硅酸钠的投料量为干物含量乘以6％，偏铝酸钠的投料量为干物含量乘以2％；

S34、开启反应釜夹层蒸汽阀门，对反应釜内的物料进行加温操作，当反应釜内的物料温度达到60℃时，关闭反应釜夹层蒸汽阀门，然后将称量好的偏硅酸钠和偏铝酸钠从反应釜人孔处倒入反应釜内；

S35、关闭反应釜入孔盖，再次开启反应釜夹层蒸汽阀门继续加温，当反应釜内的物料温度达到100℃时，开始计时反应；

S36、保持反应釜内的物料在95～100℃的温度下反应60～70分钟，得到无铬磺化褐煤，然后将反应得到的无铬磺化褐煤产品放入储罐内；

S4、将储罐内的产品投入到离心喷雾干燥塔中进行干燥，至无铬磺化褐煤产品水分含量小于15％即完成干燥。

进一步地，所述步骤S1包括以下子步骤：