專利名稱：：抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種油氣田鉆井用降濾失劑，特別是乙烯基類抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：按國(guó)際通用概念，井深超過(guò)4500m的井為深井，超過(guò)6000m的井為超深井，而超過(guò)9000m的井為特深井。隨著石油天然氣資源的日益枯竭，油氣勘探開(kāi)發(fā)工作不斷向深部地層擴(kuò)展。在國(guó)外，目前已完鉆井中大約有一半是深井以上水平，甚至出現(xiàn)了一定數(shù)量的特深井。當(dāng)井深超過(guò)5000米時(shí)，井溫普遍都在15(TC以上，并且極可能頻繁遭遇鹽膏層，從而使鉆井液受到高溫、高鹽度的雙重侵蝕，導(dǎo)致鉆井液中的濾失量這一重要指標(biāo)過(guò)量超標(biāo)，最后整個(gè)鉆井液體系都嚴(yán)重失效。目前常用的乙烯基鉆井液降濾失劑仍然是以丙烯酸(鹽)、丙烯酰胺以及丙烯腈共聚而成，如市售的PAC系列產(chǎn)品。中國(guó)專利200710180494.6和200710180497.x在上述乙烯基單體原料的基礎(chǔ)上，加入一定量的2丙烯酰胺2甲基丙磺酸J-乙烯基吡啶或N，N-二甲基丙烯酰胺參與共聚，可以提高該類降濾失劑的抗高溫、抗鹽性能。但是，總的來(lái)講，僅僅從篩選共聚單體角度來(lái)解決抗高溫和抗鹽問(wèn)題，所取得的效果不是很明顯，其API濾失量較低，降濾失效果差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種抗高溫抗鹽，降濾失效果好的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法。本發(fā)明的解決方案是一種抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟a、將乙烯基單體溶解在水中，用ra值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)其ra值到5.58;b、在上述溶液中加入引發(fā)劑和檸檬酸鋁，攪拌混合均勻；c、將混合溶液在40IO(TC下反應(yīng)14小時(shí)；其中引發(fā)劑的加入量為乙烯基單體質(zhì)量的O.Ol0.1%，檸檬酸鋁加入量為乙烯基單體質(zhì)量的13%，整個(gè)降濾失劑中水所占的質(zhì)量百分比為5095%。本發(fā)明選取一些抗高溫、抗鹽性能良好的乙烯基單體，并在此基礎(chǔ)上于反應(yīng)體系中添加了檸檬酸鋁，使各種乙烯基單體共聚的同時(shí)，檸檬酸鋁與乙烯基單體上的官能團(tuán)的配位絡(luò)合反應(yīng)也在進(jìn)行。利用本發(fā)明方法得到的這種兩性親水弱凝膠由于具有適量的分子間交聯(lián)，以及在分子中引入了微量鋁陽(yáng)離子，所以在高溫、高鹽度鉆井環(huán)境下具有優(yōu)異的降濾失性能。本發(fā)明的解決方案中，乙烯基單體為丙烯酸，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成，其混合比列是丙烯酸丙烯酰胺2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸=2-5:5-8:o.i-i。乙烯基單體也可采用丙烯酸和丙烯酰胺混合而成，其混合比例是丙3烯酸丙烯酰胺=25:58。本發(fā)明的解決方案中，Kl值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。本發(fā)明的解決方案中，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑。過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑可采用過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。引發(fā)劑的作用是分解出自由基來(lái)引發(fā)乙烯基單體間的共聚反應(yīng)。本發(fā)明的解決方案中，乙烯基單體溶解在水中時(shí)，可加入乙烯單體質(zhì)量的16%的尿素一并溶解。尿素起到分子量調(diào)節(jié)的作用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)添加了檸檬酸鋁，使各種乙烯基單體共聚的同時(shí)，檸檬酸鋁與乙烯基單體上的官能團(tuán)的配位絡(luò)合反應(yīng)也在進(jìn)行。利用本發(fā)明方法得到的這種兩性親水弱凝膠由于具有適量的分子間交聯(lián)，以及在分子中引入了微量鋁陽(yáng)離子，所以在高溫、高鹽度鉆井環(huán)境下具有優(yōu)異的降濾失性能。本發(fā)明方法具有操作簡(jiǎn)單，設(shè)備與環(huán)境要求低，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。本發(fā)明所述方法制得的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑在淡水基漿中加入不管是否經(jīng)過(guò)18(TC熱滾16h，室溫中壓(API)濾失量降低率均為6070%;在低鹽度的復(fù)合鹽水基漿中加入不管是否經(jīng)過(guò)18(TC熱滾16h，API濾失量降低率均為8595%;在飽和NaCl鹽水基漿中加入常溫下API濾失量降低率為9095%;經(jīng)過(guò)18(TC熱滾16h后，API濾失量降低率為6095%。根據(jù)本發(fā)明所制備的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑能夠滿足以下性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>18(TC熱滾16hf30.5…l.519CT210基漿中未高溫?zé)釢L=35=28=4加l.3%降濾失劑18(TC熱滾16h——=17注1、-，fe示不需要檢測(cè)白勺指標(biāo)。2、18(TC熱滾16h后，相同加量的對(duì)比樣PAC141(丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈和丙烯磺酸鈉的較高分子量共聚物)在淡水漿、低濃度復(fù)合鹽水漿和飽和NaCl鹽水漿中API濾失量分別為23、126和51ml，相同加量的對(duì)比樣PAC142(丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈和丙烯磺酸鈉的較低分子量共聚物)在淡水漿、低濃度復(fù)合鹽水漿和飽和NaCl鹽水漿中API濾失量分別為13、45和48ml，相同加量的對(duì)比樣FA367(較高分子量:的兩性離子聚合物)在淡水漿、低濃度復(fù)合鹽水漿和飽和NaCl鹽水漿中API濾失量分別為15、39和26ml。上述各種基漿配制如下淡水基漿的配制室溫下，將400ml蒸餾水、0.96g無(wú)水碳酸鈉、34g評(píng)價(jià)土和4g鈉土混合，在高速攪拌機(jī)中攪拌20min，常溫養(yǎng)護(hù)24h備用。低濃度復(fù)合鹽水基槳配制室溫下，在400ml淡水基槳中添加氯化鈉6.31g，氯化鈣0.71g，氯化鎂1.83g，在高速攪拌機(jī)中攪拌20min，常溫養(yǎng)護(hù)24h備用。飽和NaCl鹽水基槳配制室溫下，在400ml淡水基槳中添加氯化鈉140g，在高速5攪拌機(jī)中攪拌20min，常溫養(yǎng)護(hù)24h備用。本發(fā)明涉及的API濾失量和塑性、表觀粘度測(cè)試以及18(TC熱滾16h老化實(shí)驗(yàn)均依照Z(yǔ)B/TE13004-90或SY/T5621-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。然后進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如下濾失量降低率=(FL「FL2)/F1^X100X式中Fl^為基漿的濾失量，F(xiàn)L2為加入一定量降濾失劑后泥漿的濾失量。具體實(shí)施方式實(shí)施例1:降濾失劑制備方法將氫氧化鈉6.4公斤溶解在80升去離子水中，與10.5升丙烯酸同時(shí)注入到反應(yīng)器中攪拌混合均勻。再分別加入丙烯酰胺21公斤，2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3.5公斤，尿素1.8公斤，檸檬酸鋁0.5公斤，過(guò)硫酸鉀0.012公斤再次混合均勻。之后整個(gè)體系(PH值約6.5)于7(TC保溫3h即得乙烯基類抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑，取上述方法制備的降濾失劑，其API濾失量降低率這項(xiàng)主要指標(biāo)，結(jié)果如列表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2:降濾失劑制備方法將氫氧化鉀6.4公斤溶解在300升去離子水中，與11.8升丙烯酸同時(shí)注入到反應(yīng)器中攪拌混合均勻。再分別加入丙烯酰胺23.2公斤，尿素1.8公斤，檸檬酸鋁0.8公斤，過(guò)硫酸銨0.015公斤再次混合均勻。之后整個(gè)體系(pH值約6.0)于6(TC保溫3h即得乙烯基類抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑，取上述方法制備的降濾失劑，其API濾失量降低率這項(xiàng)主要指標(biāo)，結(jié)果如列表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、將乙烯基單體溶解在水中，用PH值調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)其PH值到5.5～8；b、在上述溶液中加入引發(fā)劑和檸檬酸鋁，攪拌混合均勻；c、將混合溶液在40～100℃下反應(yīng)1～4小時(shí)；其中引發(fā)劑的加入量為乙烯基單體質(zhì)量的0.01～0.1％，檸檬酸鋁加入量為乙烯基單體質(zhì)量的1～3％，整個(gè)降濾失劑中水所占的質(zhì)量百分比為50～95％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于乙烯基單體為丙烯酸，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成，其混合比列是丙烯酸丙烯酰胺2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸=2-5:5-8:o.i-i。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于所述的PH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于所述的過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于乙烯基單體為丙烯酸和丙烯酰胺混合而成，其混合比例是丙烯酸丙烯酰胺=25:58。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法，其特征在于在乙烯基單體溶解在水中時(shí)，加入乙烯基單體質(zhì)量的16%的尿素一并溶解。全文摘要本發(fā)明涉及一種油氣田鉆井用抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑的制備方法。包括以下步驟a、將乙烯基單體溶解在水中，調(diào)節(jié)pH值到5.5～8；b、在上述溶液中加入引發(fā)劑和檸檬酸鋁，攪拌混合均勻；c、將混合溶液在40～100℃下反應(yīng)1～4小時(shí)；其中引發(fā)劑為乙烯基單體質(zhì)量的0.01～0.1％，檸檬酸鋁為乙烯基單體質(zhì)量的1～3％。本發(fā)明通過(guò)添加了檸檬酸鋁溶液，使各種乙烯基單體共聚的同時(shí)，檸檬酸鋁與乙烯基單體上的官能團(tuán)的配位絡(luò)合反應(yīng)也在進(jìn)行。本發(fā)明在高溫、高鹽度鉆井環(huán)境下具有優(yōu)異的降濾失性能。本發(fā)明方法具有操作簡(jiǎn)單，設(shè)備與環(huán)境要求低，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)。文檔編號(hào)C09K8/02GK101735780SQ20091031120公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年12月11日優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日發(fā)明者于志剛,呂寶,張軍,彭商平,彭波,苗永靜申請(qǐng)人:四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司