專利名稱：植物膠鉆井液處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物膠鉆井液處理劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在鉆井工程中因鉆井液護(hù)壁堵漏失誤引發(fā)的事故頻繁發(fā)生，尤其在勘探金屬、煤炭、石油、天然氣礦床時(shí)鉆孔漏失尤為嚴(yán)重，因此，鉆井液工藝技術(shù)是鉆探工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著鉆井深度與難度的逐漸加大，該項(xiàng)技術(shù)在保障安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆探中起著越來越重要的作用。鉆井液處理劑是用于改善和穩(wěn)定鉆井液性能，或?yàn)闈M足鉆井某種需要而加入的化學(xué)添加劑，它是鉆井液的核心組分，往往加量很少就能對鉆井液性能改善產(chǎn)生極大影響。 目前，在石油鉆井工程中主要使用的是由美國大西洋煉油公司早在1957年提交、1962年注冊的專利瓜爾膠作為鉆井壓裂液凝膠材料，其優(yōu)點(diǎn)是濾失量小，懸浮能力強(qiáng)。但我國每年需大量從國外進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴，每噸在3萬元以上。近十年來，我國科研及生產(chǎn)企業(yè)相繼開發(fā)了多種植物膠鉆井液處理劑，原料大多取自植物的樹葉、根莖、或樹皮等，由于采集困難而難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，無法滿足鉆
探工程需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種主要原料廉價(jià)易得、有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的植物膠鉆井液處理劑及其制備方法。本發(fā)明提供的植物膠鉆井液處理劑，按重量百分比由以下組分組成
刨花楠植物膠60% 80%
膨潤土8% 15%
碳酸鈉5% 10%
聚丙烯酰胺5% 10%
羧甲基纖維素2% 5%。作為本發(fā)明的植物膠鉆井液處理劑的進(jìn)一步改進(jìn)，其按重量百分比由以下組分組成
刨花楠植物膠70%
膨潤土10%
碳酸鈉10%
聚丙烯酰胺5%
羧甲基纖維素5%。本發(fā)明提供的植物膠鉆井液處理劑的制備方法，包括以下步驟
a.將刨花楠木材清洗除雜；
b.將步驟a得到的精選刨花楠木材刨成長度為20 50mm的片狀小塊料；C.將步驟b得到的刨花楠小塊料在20 50°C溫度下干燥5 8小時(shí)，使其含水率降至8%以下；
d.將步驟c得到的刨花楠小塊料在20 50°C溫度下細(xì)粉碎；
e.將步驟d得到的細(xì)粉碎的刨花楠木粉通過孔徑為O.154 O. 180 mm的篩子，清除粗纖維，得刨花楠植物膠；
f.將步驟e得到的刨花楠植物膠與膨潤土、碳酸鈉、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素?cái)嚢?0 30分鐘至混合均勻，得植物膠鉆井液處理劑。上述制備方法中，將刨花楠小塊料低溫干燥和低溫細(xì)粉碎的目的都是防止刨花楠植物膠在高溫下降解，保持刨花楠植物膠的植物多糖成分。本發(fā)明所選用的主要原料刨花楠植物膠，取自刨花楠木材，該樹產(chǎn)于中國南方多個(gè)省區(qū)，采伐、收集和運(yùn)輸便利，且其含有高達(dá)27%以上的植物膠成分，因此本發(fā)明的主要 原料廉價(jià)易得，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景，可取代目前大量使用的瓜爾膠鉆井液處理劑。將本發(fā)明提供的植物膠鉆井液處理劑應(yīng)用于金屬、煤炭、石油、天然氣礦床等鉆井工程領(lǐng)域，其抑制能力強(qiáng)，降濾失效果好，潤滑性能優(yōu)越，還具有綠色環(huán)保和可再生的特性，開發(fā)利用前景廣闊。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，以下用實(shí)施例予以說明。需要說明的是，以下實(shí)施例僅作為列舉，不應(yīng)視為對本發(fā)明的范圍的限制。實(shí)施例I采伐株洲市茶陵縣采伐的樹齡5年生的刨花楠木材，用高壓水泵沖洗除雜，再用鼓式刨片機(jī)刨成長度為20 50mm的片狀小塊料，將上述刨花楠木材小塊料輸送到低溫干燥窯內(nèi)20°C溫度下干燥8小時(shí)，使其含水率降至6%，再用控溫木粉機(jī)在50°C溫度下細(xì)粉碎后通過孔徑為O. 180mm的篩子，清除粗纖維，得刨花楠植物膠；將其與膨潤土、碳酸鈉、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素按70%: 10%: 10%:5%:5%的重量百分比投入攪拌機(jī)，攪拌30分鐘至混合均勻，得植物膠鉆井液處理劑，將其包裝成25 kg /袋的成品，于干燥常溫下保存。對本實(shí)施例制得的植物膠鉆井液處理劑進(jìn)行性能參數(shù)檢測的結(jié)果為表現(xiàn)粘度19. lmPa*s，塑性粘度8. 5mPa · s，動(dòng)切力4. 7Pa，濾失量14. 5ml，膠體率100%。測試結(jié)果說明，本實(shí)施例制得的植物膠鉆井液處理劑抑制能力強(qiáng)，降濾失效果好，潤滑性能優(yōu)越，滿足鉆井工程領(lǐng)域的鉆井液處理劑性能要求，同時(shí)本實(shí)施例的植物膠鉆井液處理劑制備方法中刨花楠植物膠廉價(jià)易得，因此本實(shí)施例制得的植物膠鉆井液處理劑可取代目前大量使用的價(jià)格昂貴的瓜爾膠鉆井液處理劑，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。實(shí)施例2與實(shí)施例I不同的是，刨花楠木材的樹齡8年生，30°C溫度下干燥7小時(shí)，使其含水率降至7%，在40°C溫度下細(xì)粉碎后通過孔徑為O. 160mm的篩子，各組分含量如下表I所示，攪拌25分鐘至混合均勻。性能參數(shù)檢測的結(jié)果如下表I所示。實(shí)施例3與實(shí)施例I不同的是，刨花楠木材的樹齡10年以上生，40°C溫度下干燥6小時(shí)，使其含水率降至8%，在30°C溫度下細(xì)粉碎后通過孔徑為O. 154mm的篩子，各組分含量按下表I所示，攪拌20分鐘至混合均勻。性能參數(shù)檢測的結(jié)果如下表I所示。實(shí)施例4 與實(shí)施例I不同的是，50°C溫度下干燥5小時(shí)，使其含水率降至8%，在20°C溫度下細(xì)粉碎后通過孔徑為O. 154mm的篩子，各組分含量及性能參數(shù)檢測的結(jié)果如下表I所示。實(shí)施例5 與實(shí)施例I不同的是，各組分含量及性能參數(shù)檢測的結(jié)果如下表I所
/Jn ο本發(fā)明的植物膠鉆井液處理劑各組分含量在以下重量百分比范圍內(nèi)取值刨花楠植物膠60% 80%，膨潤土 8% 15%，碳酸鈉5% 10%，聚丙烯酰胺5% 10%，羧甲基纖維素2% 5%。下表I給出了實(shí)施例2-5中的各組分含量及對實(shí)施例2-5制得的植物膠鉆井液處理劑進(jìn)行性能參數(shù)檢測的測試結(jié)果。各實(shí)施例的性能參數(shù)測試結(jié)果說明，本發(fā)明的植物膠鉆井液處理劑抑制能力強(qiáng)，降濾失效果好，潤滑性能優(yōu)越，滿足鉆井工程領(lǐng)域的鉆井液處理劑性能要求。表I
各組分含量(重量百分比)及性能參數(shù)I實(shí)施例2|實(shí)施例3|實(shí)施例4|實(shí)施例5
刨花楠植物膠_75% 80% 65% 60% ~
膨潤土vL 0% 8%~ 15% 15% —
碳酸鈉5% 8% 10% —
聚丙烯酰胺5% 5% 8% Τθ%
羧甲基纖維素^ 2% 4% ~5%
表現(xiàn)粘度(mPa*s)16. 5 U 17.2 18. 5 ~
塑性粘度(mPa*s)8.8 1215. 5 14.8 ~
動(dòng)切力(Pa)~5 56~6.6
濾失量(ml)13. 5 TI 3 1112. 5
膠體率(％)1100% 1100% 1100% 1100%
權(quán)利要求
1.一種植物膠鉆井液處理劑，按重量百分比由以下組分組成 刨花楠植物膠60% 80% 膨潤土8% 15% 碳酸鈉5% 10% 聚丙烯酰胺5% 10% 羧甲基纖維素2% 5%。
2.如權(quán)利要求I所述的植物膠鉆井液處理劑，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成 刨花楠植物膠70% 膨潤土10% 碳酸鈉10% 聚丙烯酰胺5% 羧甲基纖維素5%。
3.—種如權(quán)利要求I所述的植物膠鉆井液處理劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a.將刨花楠木材清洗除雜； b.將步驟a得到的精選刨花楠木材刨成長度為20 50mm的片狀小塊料； c.將步驟b得到的刨花楠小塊料在20 50°C溫度下干燥5 8小時(shí)，使其含水率降至8%以下； d.將步驟c得到的刨花楠小塊料在20 50°C溫度下細(xì)粉碎； e.將步驟d得到的細(xì)粉碎的刨花楠木粉通過孔徑為O.154 O. 180 mm的篩子，清除粗纖維，得刨花楠植物膠； f.將步驟e得到的刨花楠植物膠與膨潤土、碳酸鈉、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素?cái)嚢?0 30分鐘至混合均勻，得植物膠鉆井液處理劑。
全文摘要
本發(fā)明公開的植物膠鉆井液處理劑及其制備方法，是將刨花楠木材經(jīng)過清洗除雜、刨片、干燥、細(xì)粉碎和清除粗纖維過程，得到刨花楠植物膠，再將其與膨潤土、碳酸鈉、聚丙烯酰胺和羧甲基纖維素?cái)嚢杌旌暇鶆?，制得植物膠鉆井液處理劑。本發(fā)明的主要原料刨花楠植物膠廉價(jià)易得，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景，可取代目前大量使用的瓜爾膠鉆井液處理劑。將本發(fā)明提供的植物膠鉆井液處理劑應(yīng)用于鉆井工程領(lǐng)域，其抑制能力強(qiáng)，降濾失效果好，潤滑性能優(yōu)越，還具有綠色環(huán)保和可再生的特性，開發(fā)利用前景廣闊。
文檔編號C09K8/035GK102965085SQ201210522159
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者何洪城, 鄧臘云, 曾介凡, 董熾良 申請人:何洪城