[发明专利]一种废弃水基钻井液用絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井领域，特别涉及一种废弃水基钻井液用絮凝剂及其制备方法。

背景技术

废弃钻井液是石油天然气勘探开发过程中影响生态环境的主要污染物。水基钻井液成本低，处理工艺成熟，成为我国应用最广泛的钻井液。废弃水基钻井液约占总废弃钻井液量的90％，由粘土、钻屑、有机处理剂、石油类和加重材料等组成的多相稳定胶体体系，其中有机处理剂、石油类和重金属离子会对环境造成严重影响和破坏。

国内油气田大多数是修建废弃钻井液池来存放废弃的水基钻井液，钻井完成之后通过加入水泥、硅酸钠、生石灰和氧化镁等胶结剂，将废弃水基钻井液固化成具有一定强度的固化物，而固化物往往直接就地掩埋。在这过程中，水基钻井液用的水资源没有得到循环利用，不仅大大增加了废弃钻井液的量，还浪费了大量的水资源。

目前实际使用的絮凝剂主要为无机低分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂。无机低分子絮凝剂主要有硫酸亚铁、氯化铁和硫酸铝等，无机高分子絮凝剂主要为聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)和聚硅酸铝铁(PAFSI)等，这些无机絮凝剂处理后的废弃水基钻井液，固液分离之后的液相还有大量的高价金属离子，不能够继续配制新的钻井液。常用的有机高分子絮凝剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵，丙烯酰胺类共聚物，以及改性天然高分子絮凝剂如阳离子型的改性淀粉和改性纤维素等，但是有机高分子絮凝剂处理后的废弃水基钻井液的色度比较差，悬浮的颗粒物比较多，COD较高，使用不当还会增加废弃水基钻井液粘度。因此，研制适用于处理废弃水基钻井液新型高分子絮凝剂，这对减少环境污染，循环利用水资源具有重要的意义。

发明内容

本发明主要目的是解决上述问题，提供一种废弃水基钻井液用絮凝剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

一种废弃水基钻井液用絮凝剂，由按2-10份的片状纳米AlOOH、20-30份二甲基二烯丙基氯化铵、10-15份小阳离子单体、0.01-0.05份引发剂下共聚而成，所述片状纳米AlOOH首先分散在三乙醇胺溶液中，然后再加入到单体溶液中进行聚合反应。

所述的小阳离子单体为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的至少一种。

所述引发剂为过硫酸铵。

该废弃水基钻井液用絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)制备片状纳米AlOOH

将表面活性剂溶于乙醇中，配制成含表面活性剂的乙醇溶液，在搅拌的条件下缓慢加入偏铝酸钠，继续搅拌12-20h，使溶液充分混合，然后将混合溶液转移至内衬为四氟乙烯的水热合成釜中，在160-180℃下反应8-12h，反应结束之后冷却到室温，离心过滤，用去离子水洗涤三次，烘干，制备出片状纳米AlOOH。

2)制备废弃水基钻井液用絮凝剂

将二甲基二烯丙基氯化铵加入到三口烧瓶中，然后加入去离子水，搅拌制成溶液，将片状纳米AlOOH分散在三乙醇胺溶液中，然后加入上述三口烧瓶中，再加入小阳离子单体和尿素，搅拌30-60分钟，调节溶液pH值在7-9之间，在搅拌下通入氮气30分钟后加入引发剂，在75-95℃下反应5-8小时，制得废弃水基钻井液用絮凝剂。

所述的步骤1)中的表面活性剂为十二烷基硫酸二乙醇胺盐。

所述步骤2)中的小阳离子单体为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的至少一种。

所述步骤2)中用氢氧化钠或碳酸氢钠调节pH值。

所述步骤2)中的引发剂为过硫酸钾。

所述引发剂的用量为0.01-0.05份，所述尿素的用量为0.05-0.1份。