專利名稱：鉆井液粘度穩(wěn)定劑主劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉆井液的粘度穩(wěn)定劑主劑。
背景技術(shù)：
鉆井過程中，導(dǎo)致鉆井液粘度改變的兩大因素是溫度升高與固含量的 增加。高溫導(dǎo)致鉆井液中包被劑發(fā)生降解、鉆井液包被劑與粘土膠粒結(jié)合能 力下降，從而導(dǎo)致鉆井液粘度下降；固含量增加，導(dǎo)致鉆井液過稠，粘度上 升，影響鉆速并可能出現(xiàn)卡鉆等事故。解決前一問題的方法是，加入抗氧劑 提高包被劑的高溫穩(wěn)定性或改進(jìn)分子結(jié)構(gòu)提高包被劑本身的高溫穩(wěn)定性。解 決后一問題的方法是，加入粘土水化抑制劑，防止鉆屑分散。
上述手段僅從提高處理劑性能出發(fā)，未充分考慮鉆井液中另一重要組 份一一粘土膠體在兩大因素影響下對鉆井液粘度的影響。通過提高包被劑的 抗溫性這一手段僅能緩解高溫降粘效應(yīng)，不能解決鉆屑對鉆井液粘度影響的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鉆井液粘度穩(wěn)定劑主劑，在高溫與 鉆屑增加的情況下能夠很好地保持鉆井液粘度的穩(wěn)定性。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鉆井液粘度穩(wěn)定劑主劑，其分子 式為
<formula>formula see original document page 3</formula>
其中，所述的Rl和R2為C (碳)、P (磷)或Si (硅)，所述D為K或Na，所述l《nl《500, 1 "2<500。
優(yōu)選地，所述分子式的端基可以是曱基、羥基或曱氧基或羥鈉基(一
0"Na+)。
通過本發(fā)明配制的穩(wěn)定劑能夠拆散鉆井液粘土膠體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高粘土 膠體顆粒表面親水性，通過成膜作用能抑制鉆屑中劣質(zhì)土的分散，從而提高 了鉆井液中包被劑與粘土膠體粒子在高溫下的結(jié)合能力，減緩了高溫對鉆井 液粘度影響。此外，通過對鉆屑表面的吸附成膜，阻止鉆屑的分散，拆散鉆 井液網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，降低了鉆屑對鉆井液粘度影響。通過以上兩條途徑，實(shí)現(xiàn)對 鉆井液粘度穩(wěn)定的目的，減少了鉆井液粘度調(diào)節(jié)過程對鉆井速度的影響，為 高速、安全鉆進(jìn)提供了條件。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 實(shí)施例1
制備的穩(wěn)定劑主劑分子式為
N +
付？1
其中，l《nl<500。其端基為羥鈉基(一(TNa+)。
本實(shí)施例中，Ri為碳原子(C) , R2磷原子(P)，以醋酸、三氯化磷 或五氯化磷為起點(diǎn)原料，并按照如下步驟進(jìn)行制備
步驟a、先將一定量醋酸泵入反應(yīng)釜，在-l(TC-(TC下緩慢滴加三氯化 磷(或五氯化磷)，同時(shí)啟動攪拌機(jī)；
步驟b、三氯化磷(或五氯化磷)滴加完畢，再攪拌60分鐘，至反應(yīng) 完畢；
步驟c、緩慢滴加一定量去離子水，升溫至7(TC 13(TC回流反應(yīng)，尾
<formula>formula see original document page 4</formula>氣用水吸收；
步驟d、反應(yīng)完畢用30%氬氧化鈉中和至PH值10~12，并用水稀釋到 使用濃度，降溫出料，即可制得本實(shí)施例穩(wěn)定劑主劑。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑對膨潤土漿有良好降粘效果，可提高鉆井液 中膨潤土與包被劑的高溫結(jié)合能力，改善鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定性。如鉆井 液在9(TC熱滾16小時(shí)，粘度降低20%以上,當(dāng)加入配制的穩(wěn)定劑0. 2%時(shí)(有 效量)，其降低率下降到10%以內(nèi)。
實(shí)施例2 o—Na+ O—Na4
制備分子式為
Si——Si
"a+ 6-Na+
的穩(wěn)定劑主劑；其中，l<nl<500,其端基為羥鈉基(一0~Na+)與曱 氧基或曱基。
本實(shí)施例中，R,.R2為硅原子(Si),以四氯化硅為起點(diǎn)原料，并按照 如下步驟進(jìn)行制備
步驟a、將四氯化硅泵入反應(yīng)釜；
步驟b、將一定量醇類或環(huán)氧烷與氬氧化鈉溶液泵入滴加罐；
步驟c、開啟攪拌機(jī)，緩慢滴加醇類或環(huán)氧烷溶液，回流反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn) 生的氯化氫氣體用水吸收；
步驟d、上述反應(yīng)結(jié)束，降溫到室溫，再緩慢滴加一定量氫氧化鈉溶液， 使羥鈉基與烷氧基或烷基調(diào)整到合適比例；
步驟e、真空除臭后，出料，即可制得本實(shí)施例穩(wěn)定劑主劑。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑對鉆屑有良好的抑制分散作用，可改善鉆井液的抗鉆屑污染能力，并可提高鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定性。當(dāng)有效加量為
0.2%,鉆屑滾動回收條件為90°C、 16小時(shí)，與清水進(jìn)行對比試驗(yàn)，其鉆屑滾 動回收率大幅提升；如清水回收率為5%時(shí)，加入該劑3%后鉆屑滾動回收率可 達(dá)50°/。以上。當(dāng)鉆井液中加入鉆屑量10%，加入該劑0.2% (有效量)泥漿粘 度的波動由30%降到10%以內(nèi)。
實(shí)施例3 制備分子式為
<formula>formula see original document page 6</formula>
0-Na十0-Na叫
的穩(wěn)定劑主劑，其中，l<nl《500。其端基為羥鈉基(一0-Na+)。
本實(shí)施例中，R!.R2為硅原子(S。與磷原子，以三氯化磷、四甲氧基硅 烷為起點(diǎn)原料，并按照如下步驟進(jìn)行制備
步驟a、將四甲氧基硅烷泵入反應(yīng)釜；
步驟b、將一定量去離子、三氯化磷泵入滴加罐；
步驟c、開啟攪拌機(jī)，緩慢滴加三氯化磷、去離子水，回流反應(yīng)，反應(yīng) 產(chǎn)生的氯化氫氣體用水吸收；
步驟d、上述反應(yīng)結(jié)束，降溫到室溫，再緩慢滴加一定量氫氧化鈉溶液；
步驟e、真空除臭后，出料，即可制得本實(shí)施例穩(wěn)定劑主劑。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑對鉆屑有良好的抑制分散作用，可改善鉆井 液的抗鉆屑污染能力，并可提高鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定性。當(dāng)鉆井液中鉆屑 量10%時(shí)，加入該劑0. 2% (有效量)泥漿粘度的波動由30%降到10%以內(nèi)。
實(shí)施例4 制備分子式為:
<formula>formula see original document page 6</formula>的穩(wěn)定劑主劑其中，l<nl<500。其端基為羥鈉基(一O.Na+)與曱基。
制備工藝是以乙酰氯、四氯化硅為起點(diǎn)原料，并按照如下步驟進(jìn)行制
備
步驟a將一定量去離子水泵入反應(yīng)釜；
步驟b、將四氯化硅泵入滴加罐，緩慢滴加到反應(yīng)釜，邊滴邊撐拌，尾 氣用水吸收；
步驟c上述反應(yīng)結(jié)束，滴加乙酰氯，回流反應(yīng)；
步驟d、上述反應(yīng)結(jié)束，降溫到室溫，再緩慢滴加一定量氫氧化鈉溶液；
步驟e、真空除臭后，出料，即可制得本實(shí)施例穩(wěn)定劑主劑。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑對鉆屑有良好的抑制分散作用，可改善鉆井 液的抗鉆屑污染能力，并可提高鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定性。當(dāng)有效加量為 0.2%,鉆屑滾動回收條件為9(TC、 16小時(shí)，與清水進(jìn)行對比試驗(yàn)，其鉆屑 滾動回收率大幅4C升；如清水回收率為5%時(shí)，加入該劑3%后鉆屑滾動回收 率可達(dá)50%以上。當(dāng)鉆井液中加入鉆屑量10%,加入該劑0. 2% (有效量)泥 漿粘度的波動由30%降到10%以內(nèi)。
實(shí)施例5 制備分子式為
<formula>formula see original document page 7</formula>的穩(wěn)定劑主劑其中，l《nl<500，其端基為羥鈉基(一0"Na+)。 制備工藝是以磷酸、純堿、氫氧化鈉為原料，以過熱蒸汽攪拌反應(yīng)得
產(chǎn)品<步驟a;將一定量磷酸泵入反應(yīng)釜；
步驟b、將一定量純堿加入到反應(yīng)釜，用130。C以上過熱蒸汽攪拌反應(yīng) 到PH值為7-8;
步驟c、加一定量氬氧化鈉中和到PH值10-12;
步驟d、將上步反應(yīng)物料倒入捏合機(jī)，在IO(TC以上加熱反應(yīng)，最合將 水蒸發(fā)得產(chǎn)品。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑可有效拆散鉆井液的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高鉆井液 的固相容量與抗鉆屑污染能力，并可提高鉆井液包被劑與粘土的高溫結(jié)合能 力、提高鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定性。如鉆井液在9(TC熱滾16小時(shí)，粘度降 低20%以上；當(dāng)加入配制的穩(wěn)定劑0. 2%時(shí)(有效量)，其降低率下降到10% 以內(nèi)。
實(shí)施例6 0—Na+
制備分子式為
<formula>formula see original document page 8</formula>
的穩(wěn)定劑主劑其中，l<n2《500，其端基為烷基或烷氧基或羥鈉基(一
CTNa+)。
本案例穩(wěn)定劑以四氯化硅、環(huán)氧烷、氫氧化鈉為起點(diǎn)原料，按以下步驟
制備
步驟a、將一定量四氯化硅加入反應(yīng)釜；
步驟b、將環(huán)氧烷泵入滴加罐，緩慢滴加到反應(yīng)釜，邊滴邊撐拌，反應(yīng) 溫度控制在40—80°C,直到環(huán)氧烷反應(yīng)完畢；
步驟c、上述反應(yīng)結(jié)束，冷卻到室溫，緩慢滴加氫氧化鈉溶液，控制溫 度在40—60。C反應(yīng)；
步驟d、上述反應(yīng)結(jié)束，降溫到室溫，再滴加一定量氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值到10—12;
步驟e、真空除臭后，出料，即可制得本實(shí)施例穩(wěn)定劑主劑。
配制穩(wěn)定劑時(shí)，按照穩(wěn)定劑一般的配制工藝加入適量的降凝劑、稀釋劑 等就可以制得。
本實(shí)施例的效果是通過本實(shí)施例制得的穩(wěn)定劑對鉆屑有良好的抑制分 散作用，可改善鉆井液的抗鉆屑污染能力，并可提高鉆井液粘度的高溫穩(wěn)定 性。當(dāng)有效加量為O. 2%，鉆屑滾動回收條件為9(TC、 16小時(shí)，與清水進(jìn)行 對比試驗(yàn)，其鉆屑滾動回收率大幅提升；如清水回收率為5%時(shí)，加入該劑 3%后鉆屑滾動回收率可達(dá)50%以上。當(dāng)鉆井液中加入鉆屑量10%，加入該劑 0. 2% (有效量)泥漿粘度的波動由30°/ 降到10%以內(nèi)。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種鉆井液粘度穩(wěn)定劑主劑，其特征在于，其分子式為其中，所述的R1和R2為碳、磷或硅，所述D為鈉或鉀，所述1≤n1≤500，1≤n2≤500。
2、如權(quán)利要求l所述的主劑，其特征在于，所述分子式的端基可以是烷基、羥基或烷氧基或羥鈉基(一CTNa+)。<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆井液粘度穩(wěn)定劑主劑，其分子式為右式，其中，所述的R1和R2為碳、磷或硅，所述D為鉀或鈉，所述1≤n1≤500，1≤n2≤500。本發(fā)明通過拆散鉆井液粘土膠體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提高粘土膠體顆粒表面親水性，提高了鉆井液中包被劑與粘土膠體粒子在高溫下的結(jié)合能力，減緩了高溫對鉆井液粘度影響，抑制了鉆屑分散對鉆井液的增稠增粘效應(yīng)。
文檔編號C09K8/02GK101319135SQ20081011599
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者潘代奇, 王云慶, 鐵 耿, 靜 趙 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司;天津中海油服化學(xué)有限公司