抗高溫封堵防塌劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆井液用封堵防塌劑【技術領域】，是一種抗高溫封堵防塌劑及其制備方法；原料按重量份數(shù)包括抗高溫樹脂、磺化聚合物、苯酚、腐殖酸、片堿、甲醛、焦亞硫酸鈉和水。本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑在各種鉆井液中能與水和粘土發(fā)生乳化，防止地層坍塌，且價格是同類產品價格的40％，在生產過程中無三廢排放；通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液較用現(xiàn)有封堵劑配置的鉆井液和用現(xiàn)有護壁劑配置的鉆井液的濾失性強，同時通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液可在220℃至260℃之間使用，抗高溫能力強、可抗電解質污染、不提粘切、不起泡，流變性能表現(xiàn)良好，可以滿足長時間鉆井液循環(huán)的要求，能有效提高鉆井時效，降低鉆井成本。
【專利說明】?/ι局溫封堵防塌劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井液用封堵防塌劑【技術領域】，是一種抗高溫封堵防塌劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著西部石油工業(yè)的不斷發(fā)展，鉆井嘗試也由以前的淺井、中深井向深井、超深井發(fā)展?！澳領井”就是新疆油田分公司為了適應西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加快油氣資源勘探開發(fā)步伐，決定在準噶爾盆地腹部地區(qū)部署的一口超深井。該井設計井深7380米，預測最高底層壓力系數(shù)2.12，預測井底溫度204°C?！澳領井”位于準噶爾盆地中部馬橋凸起莫索灣背斜，是一口超深預探井。石油地質綜合分析認為，馬橋凸起莫索灣背斜地層有良好的油氣聚集條件，是今后油氣勘探的重要領域。
[0003]但隨著鉆井深度增加，高溫、高壓、漏失、垮塌等現(xiàn)象也給鉆井工程帶來很大難度，為了“莫深I井”能夠成功鉆探，新疆石油管理局鉆井公司泥漿技術服務公司與西南石油學院及國內相關院校和研究機構合作，開展了抗高溫水基鉆井液的系列研究試驗，鉆井液是鉆井工程的“血液”，各種處理劑的優(yōu)劣直接影響著鉆井工程的質量。
[0004]目前，國家對石油投資的力度不斷加大，特別是加大了深部地層石油天然氣資源的勘探力度，深部地層井底溫度高，如大慶油田松遼盆地北部深層徐家圍子地區(qū)地層地溫梯度高為4.10C /100m，井深約4000m至6000m，井底溫度在180°C至240°C之間；勝利油田已鉆探8000多米的超深 井，井底溫度預計超過200°C。而目前新疆石油局正在克拉瑪依莫索灣背斜上鉆探的“莫深I井”設計井深達7380m，預計井底溫度超過210°C，然而國內同類產品的抗溫能力一般在200°C以內，在200°C以上的深井中使用困難、濾失量大。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供了一種抗高溫封堵防塌劑及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有鉆井液抗溫能力低和濾失量大的問題。
[0006]本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種抗高溫封堵防塌劑，原料按重量份數(shù)包括抗高溫樹脂15份至25份、磺化聚合物9份至12份、苯酚9份至12份、腐殖酸20份至30份、片堿2份至4份、甲醛10份至20份、焦亞硫酸鈉9份至12份、水100份至300份。
[0007]下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述抗高溫樹脂按下述方法得到，將苯乙烯和丙烯酰胺按質量比為1:3至1:5混合在一起得到混合液，然后在混合液中加入引發(fā)劑和鏈轉移劑混合均勻進行反應，引發(fā)劑的加入量為混合液質量的1% (I，鏈轉移劑的加入量為混合液質量的1% (I，反應0.5小時至I小時后得到抗高溫樹脂。
[0008]上述引發(fā)劑為偶氮二異庚腈；或/和，鏈轉移劑為十二烷基硫醇。
[0009]上述磺化聚合物按下述方法得到，在溫度為90°C至105°C的水中加入丙烯腈和苯磺酸混合均勻進行共聚反應，丙烯腈、苯磺酸和水的質量比為0.5至1:0.5至1:100至200，共聚反應3小時至4小時后得到磺化聚合物。
[0010]上述抗高溫封堵防塌劑按下述方法得到:第一步，將所需量的水加熱至10°C至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至10(TC下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
[0011]本發(fā)明的技術方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種抗高溫封堵防塌劑的制備方法，按下述步驟進行:第一步，將所需量的水加熱至10°C至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至100°C下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
[0012]下面是對上述發(fā)明 技術方案之二的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述磺化聚合物按下述方法得到，在溫度為90°C至105°C的水中加入丙烯腈和苯磺酸混合均勻進行共聚反應，丙烯腈、苯磺酸和水的質量比為0.5至1:0.5至1:100至200，共聚反應3小時至4小時后得到磺化聚合物。
[0013]上述抗高溫樹脂按下述方法得到，將苯乙烯和丙烯酰胺按質量比為1:3至1:5混合在一起得到混合液，然后在混合液中加入引發(fā)劑和鏈轉移劑混合均勻進行反應，引發(fā)劑的加入量為混合液質量的1% O，鏈轉移劑的加入量為混合液質量的1% (I，反應0.5小時至I小時后得到抗高溫樹脂。
[0014]上述引發(fā)劑為偶氮二異庚腈；或/和，鏈轉移劑為十二烷基硫醇。
[0015]本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑在各種鉆井液中能與水和粘土發(fā)生乳化，防止地層坍塌，且價格是同類產品價格的40%，在生產過程中無三廢排放；通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液較用現(xiàn)有封堵劑配置的鉆井液和用現(xiàn)有護壁劑配置的鉆井液的濾失性強，同時通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液可在220°C至260°C之間使用，抗高溫能力強、可抗電解質污染、不提粘切、不起泡，流變性能表現(xiàn)良好，可以滿足長時間鉆井液循環(huán)的要求，能有效提高鉆井時效，降低鉆井成本。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0017]實施例1，該抗高溫封堵防塌劑原料按重量份數(shù)包括抗高溫樹脂15份至25份、磺化聚合物9份至12份、苯酚9份至12份、腐殖酸20份至30份、片堿2份至4份、甲醛10份至20份、焦亞硫酸鈉9份至12份、水100份至300份。水可為自來水、純凈水。
[0018]實施例2，該抗高溫封堵防塌劑原料按重量份數(shù)包括抗高溫樹脂15份或25份、磺化聚合物9份或12份、苯酚9份或12份、腐殖酸20份或30份、片堿2份或4份、甲醛10份或20份、焦亞硫酸鈉9份或12份、水100份或300份。
[0019]實施例3，該抗高溫封堵防塌劑按下述制備方法得到:第一步，將所需量的水加熱至10°C至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至10(TC下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
[0020]實施例4，該抗高溫封堵防塌劑按下述制備方法得到:第一步，將所需量的水加熱至10°C或60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C或80°C下反應0.5小時或1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C或80°C下反應0.5小時或1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C或80°C下反應0.5小時或
1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C或80°C下反應0.5小時或1.5小時鐘后，在溫度為80°C或100°C下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
[0021]實施例5，作為 上述實施例的優(yōu)化，實施例5中磺化聚合物按下述方法得到，在溫度為90°C至105°C的水中加入丙烯腈和苯磺酸混合均勻進行共聚反應，丙烯腈、苯磺酸和水的質量比為0.5至1:0.5至1:100至200，共聚反應3小時至4小時后得到磺化聚合物。
[0022]實施例6，作為上述實施例的優(yōu)化，實施例6中抗高溫樹脂按下述方法得到，將苯乙烯和丙烯酰胺按質量比為1:3至1:5混合在一起得到混合液，然后在混合液中加入引發(fā)劑和鏈轉移劑混合均勻進行反應，引發(fā)劑的加入量為混合液質量的1% O，鏈轉移劑的加入量為混合液質量的1% (I，反應0.5小時至I小時后得到抗高溫樹脂。
[0023]實施例7，作為上述實施例的優(yōu)化，實施例7中引發(fā)劑為偶氮二異庚腈；或/和，鏈轉移劑為十二烷基硫醇。
[0024]上述實施例所得本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑與現(xiàn)有技術對比的性能檢測結果平均數(shù)據(jù)如下:
按現(xiàn)有技術配方I得到的鉆井液、按現(xiàn)有技術配方2得到的鉆井液、按配方3得到的鉆井液的檢測性能數(shù)據(jù)平均值見表1所示；在表1中，P為密度，F(xiàn)V為漏斗粘度，F(xiàn)L/K為中溫中壓濾失量/泥餅厚度，PH為酸堿度，Kf為摩阻系數(shù)，Gel為靜切力(初切/終切)，Φ600為粘度，Φ300為粘度，Φ 100為粘度，AV為表觀粘度，PV為塑性粘度，YP為動切力，η為流性指數(shù)，k為稠度系數(shù)，HTHP/180°C為在溫度為180°C下的壓濾失量，GFD為現(xiàn)有常用封堵劑。
[0025]鉆井液的配置:將質量百分比為8%的坂土漿平均分成體積相等的三份，在第一份坂土漿中加入坂土漿的質量百分比為5%的現(xiàn)有技術常用封堵劑(GFD)得到配方I鉆井液；在第二份坂土漿中加入坂土漿的質量百分比為5%的現(xiàn)有技術常用護壁劑得到配方2鉆井液；在第三份坂土漿中加入坂土漿的質量百分比為5%的上述實施例得到的抗高溫封堵防塌劑得到配方3鉆井液。
[0026]從I可看出，按配方3得到的鉆井液在220°C熱滾16小時后的FL/K平均值、YP平均值、k平均值和HTHP/180°C平均值較按配方I得到的鉆井液和按配方2得到的鉆井液在220°C熱滾16小時后的FL/K平均值、YP平均值、k平均值和HTHP/180°C平均值有較大幅度的降低，說明通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液的濾失性強。
[0027]本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑在各種鉆井液中能與水和粘土發(fā)生乳化，在不同溫度下能形成韌性粒子，以堵塞地層的微裂縫和滲透性地層的孔隙，起到降低濾失量、防止地層坍塌和保護油氣層的作用，同時本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑的價格是同類產品價格的40%，且在生產過程中無三廢排放，干燥溫度低，符合安全和環(huán)保的要求；通過本發(fā)明抗高溫封堵防塌劑配置的鉆井液可在220°C至260°C之間使用，抗高溫能力強、可抗電解質污染、不提粘切、不起泡，經過熱滾16h至72h后無分層和絮凝現(xiàn)象，流變性能表現(xiàn)良好，可以滿足長時間鉆井液循環(huán)的要求，能有效提高鉆井時效，降低鉆井成本。
[0028]以上技術特征構成了本發(fā)明的實施例，其具有較強的適應性和實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種抗高溫封堵防塌劑，其特征在于原料按重量份數(shù)包括抗高溫樹脂15份至25份、磺化聚合物9份至12份、苯酚9份至12份、腐殖酸20份至30份、片堿2份至4份、甲醛10份至20份、焦亞硫酸鈉9份至12份、水100份至300份。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗高溫封堵防塌劑，其特征在于抗高溫樹脂按下述方法得到，將苯乙烯和丙烯酰胺按質量比為1:3至1:5混合在一起得到混合液，然后在混合液中加入引發(fā)劑和鏈轉移劑混合均勻進行反應，引發(fā)劑的加入量為混合液質量的1% O，鏈轉移劑的加入量為混合液質量的1% (I，反應0.5小時至I小時后得到抗高溫樹脂。
3.根據(jù)權利要求2所述的抗高溫封堵防塌劑，其特征在于引發(fā)劑為偶氮二異庚腈；或/和，鏈轉移劑為十~·烷基硫醇。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的抗高溫封堵防塌劑，其特征在于磺化聚合物按下述方法得到，在溫度為90°C至105°C的水中加入丙烯腈和苯磺酸混合均勻進行共聚反應，丙烯腈、苯磺酸和水的質量比為0.5至1:0.5至1:100至200，共聚反應3小時至4小時后得到磺化聚合物。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的抗高溫封堵防塌劑，其特征在于抗高溫封堵防塌劑按下述方法得到:第一步，將所需量的水加熱至10°c至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至100°C下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
6.根據(jù)權利要求4所述·的抗高溫封堵防塌劑，其特征在于抗高溫封堵防塌劑按下述方法得到:第一步，將所需量的水加熱至10°c至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至100°C下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
7.一種根據(jù)權利要求1所述的抗高溫封堵防塌劑的制備方法，其特征在于按下述步驟進行:第一步，將所需量的水加熱至10°c至60°C后依次加入所需量的片堿和腐殖酸并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第二步，向第一步反應后的物料中依次加入所需量的苯酚、焦亞硫酸鈉和甲醛并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時；第三步，向第二步反應后的物料中加入磺化聚合物并攪拌均勻，在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時后，加入所需量的抗高溫樹脂并攪拌均勻，然后在溫度為75°C至80°C下反應0.5小時至1.5小時鐘后，在溫度為80°C至100°C下烘干得到質量百分含水率小于等于10%的抗高溫封堵防塌劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的抗高溫封堵防塌劑的制備方法，其特征在于磺化聚合物按下述方法得到，在溫度為90°C至105°C的水中加入丙烯腈和苯磺酸混合均勻進行共聚反應，丙烯腈、苯磺酸和水的質量比為0.5至1:0.5至1:100至200，共聚反應3小時至4小時后得到磺化聚合物。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的抗高溫封堵防塌劑的制備方法，其特征在于抗高溫樹脂按下述方法得到，將苯乙烯和丙烯酰胺按質量比為1:3至1:5混合在一起得到混合液，然后在混合液中加入引發(fā)劑和鏈轉移劑混合均勻進行反應，引發(fā)劑的加入量為混合液質量的1% O，鏈轉移劑的加入量為混合液質量的1% O，反應0.5小時至I小時后得到抗高溫樹脂。
10.根據(jù)權利要求9所述的抗高溫封堵防塌劑的制備方法，其特征在于引發(fā)劑為偶氮二異庚腈；或/和，鏈轉移劑為十二烷基硫`醇。
【文檔編號】C09K8/035GK103849361SQ201410050067
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權日:2014年2月13日
【發(fā)明者】劉勇熹, 譚軍 申請人:克拉瑪依友聯(lián)實業(yè)有限責任公司