[发明专利]一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法，是由木质素磺酸盐、焦亚硫酸盐、苯酚或其非邻位取代衍生物、甲醛在碱性物质存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物，其中木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种，焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的至少一种，苯酚或其非邻位取代衍生物为苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、2,4‑二甲基苯酚、3,5‑二甲基苯酚中的至少一种；本发明的磺甲基酚醛树脂具有良好的降滤失性、抗温抗压抗盐性，且与多种钻井处理剂的相容性好，同时其制备方法简单、生产成本较低，能有效降低中深井钻井成本。

技术领域

本发明涉及一种钻井液用助剂及其制备方法，特别是涉及一种钻井液用磺甲基酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

随着深层油气勘探开发力度的加大，钻探地层状况也越来越复杂，通常井越深，井下压力和温度就越高，钻井固井所面临的困难就越大。磺甲基酚醛树脂（SMP）是目前国内外广泛使用的一种油田钻井液用化学处理剂，其液态为棕红色粘稠状物，固态为棕红色粉末，易溶于水，具有良好的热稳定性、表面活性、润湿、乳化、分散和固着性，主要用在深井盐水或饱和盐水体系中，用作抗温、抗盐降滤失剂。作为目前最理想的高温高压深井钻井液体系之一，尽管磺甲基酚醛树脂的生产工艺已经成熟，但其生产成本仍然较高。对于中深井而言，则不利于钻井成本的降低，因此亟需提供一种性能指标满足中深井技术要求，生产成本也较低的钻井液用磺甲基酚醛树脂。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，具有良好的降失水和防塌作用、抗高温高压和抗饱和盐性，与多种钻井处理剂的相容性好，同时生产成本较低，广泛适用于中深井、斜井等复杂井况。

本发明的另一个目的在于提供一种钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，其制备方法简单，易于工业化生产，能有效降低中深井钻井成本。

本发明通过下述的技术方案来实现：

一种钻井液用磺甲基酚醛树脂，是由木质素磺酸盐、焦亚硫酸盐、苯酚或其非邻位取代衍生物、甲醛在碱性物质存在下的水中通过羟甲基化、磺甲基化和缩聚反应生成的共聚物；

参与上述反应的各原料重量份数如下：木质素磺酸盐18-25份、焦亚硫酸盐9.5-12.5份、苯酚或其非邻位取代衍生物8-15份、甲醛22-28份、碱性物质10-15份、水85-105份。

作为本发明技术方案的进一步优化，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、木质素磺酸钠、木质素磺酸钾中的至少一种。

作为本发明技术方案的进一步优化，所述焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾中的至少一种。

作为本发明技术方案的进一步优化，所述苯酚或其非邻位取代衍生物为苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、2,4-二甲基苯酚、3,5-二甲基苯酚中的至少一种。

作为本发明技术方案的进一步优化，所述碱性物质为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、三烷基胺中的至少一种。

上述钻井液用磺甲基酚醛树脂的制备方法，包括制备基料和制备磺甲基酚醛树脂两个阶段；

所述制备基料阶段包括如下步骤：

（1）将60-70份的水和10-15份的碱性物质依次加入反应釜中，在机械搅拌下加热回流0.5-1.5 h；

（2）在搅拌下将18-25份的木质素磺酸盐加入步骤（1）的反应体系中，继续加热回流0.5-1.5 h；

（3）在搅拌下将2-2.5份的焦亚硫酸盐加入步骤（2）的反应体系中，继续加热回流1-3 h；

（4）将步骤（3）的反应体系冷却至室温并静置12-36 h以后，用25-35%浓度的步骤（1）所述的碱性物质溶液调节反应体系的pH值至9.3-9.8之间；