一種鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑，其制備方法為：先將丙烯腈、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解為總質(zhì)量百分比濃度為55%-60%的混合水溶液，將溫度升至30-40℃再加入二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙夂?，加入氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為7-8之間，通氮?dú)獗Ｗo(hù)20-30min，再加入偶氮二異丁腈引發(fā)劑充分?jǐn)嚢枞芙夂螅訜岬?5-55℃引發(fā)爆聚，恒溫反應(yīng)15-30min，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物，將白色彈性固態(tài)產(chǎn)物切割破碎，恒溫105℃左右干燥1-2h；粉碎、過100目篩，得到白色粉末狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑。該產(chǎn)品可以在220℃深井高溫條件下用作飽和鹽水鉆井液降濾失劑。
【專利說明】一種鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著油氣鉆探的不斷深入，鉆井深度越來越深，地層溫度越來越高，鉆遇的地層越 來越復(fù)雜，特別是強(qiáng)水敏的泥頁巖地層、鹽巖層、鹽膏層越來越多，鉆井的難度也越來越大， 對(duì)鉆井液性能，尤其是抗溫性、抑制性提出了更高的要求。為了有效解決復(fù)雜地層深井鉆井 過程的井壁穩(wěn)定問題，常選用抗高溫的鹽水或飽和鹽水鉆井液。這就要求鉆井液處理劑同 時(shí)具有耐高溫、抗鹽的性能。但目前大多數(shù)抗高溫的處理劑不抗鹽，抗鹽處理劑不耐高溫。 盡管近年來國(guó)內(nèi)外開展了一些共聚物類降濾失劑的研究，然而到目前為止還沒有出現(xiàn)能夠 在220°C以上高溫條件下抗飽和鹽的降濾失劑產(chǎn)品，所以有必要研制開發(fā)一種耐溫220°C 以上、抗飽和鹽的新型降濾失劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑及 其制備方法。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是： 一種鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑，其制備方法為： 1) 向反應(yīng)釜中加入35-45重量份的水，將10-20重量份丙烯腈、10-20重量份丙烯酰胺、 10-15重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反應(yīng)釜中攪 拌溶解為總質(zhì)量百分比濃度為55%-60%的混合水溶液，將溫度升至35-40°C ; 2) 加入4-6重量份二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙猓?3) 加入質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為7-8之間； 4) 通氮?dú)獗Ｗo(hù)20-30min ; 5) 加入1-2重量份質(zhì)量百分比濃度為10%的引發(fā)劑--偶氮二異丁腈引發(fā)劑； 6) 將以上溶液加熱到45-55°C，引發(fā)爆聚，恒溫15-30min，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物； 7) 將得到的產(chǎn)物切割破碎，恒溫105°C左右干燥l_2h ;粉碎、過100目篩，得到白色粉 末狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑。
[0005] 本發(fā)明鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑的工作原理及有益效果：該處理劑 是由丙烯腈（AN，工業(yè)聚合級(jí))、丙烯酰胺（AM，工業(yè)聚合級(jí))、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺 酸（AMPS，工業(yè)聚合級(jí))、聚乙烯吡咯烷酮（NVP，工業(yè)聚合級(jí)）和二甲基二烯丙基氯化銨 (DMDAAC，工業(yè)聚合級(jí))，在水溶液中共聚而成一種多元共聚物，分子鏈上含有-CN (在高溫下 水解為-C0NH2)、-C0NH2 (在高溫下水解為-coo-)、-S03-、陽離子銨基團(tuán)以及剛性基團(tuán)等官 能團(tuán)，這些基團(tuán)均具有較強(qiáng)的親水性，具有高的抗鹽能力，陽離子銨基團(tuán)在帶負(fù)電的粘土表 面具有良好的吸附性；-so 3-屬于抗高溫水化基團(tuán)，能提高共聚物的熱穩(wěn)定性；-C0-與鉆井 液處理劑分子鏈上的羥基、羧基等形成氫鍵，提高了脫附物理吸附水的難度；剛性基團(tuán)增加 了分子鏈耐高溫剪切破壞作用，從而提高水基鉆井液處理劑的抗溫能力，穩(wěn)定鉆井液的高 溫高壓濾失造壁性和抗鹽鈣侵的性能，適合于高溫深井鹽巖層、鹽膏層及強(qiáng)水敏泥頁巖地 層的鉆井液中使用。
[0006]

【具體實(shí)施方式】
[0007] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0008] 實(shí)施例1 : 一種鉆井液高溫護(hù)膠防塌降濾失劑，其制備方法為： 1) 向反應(yīng)釜中加入35重量份的水，將10重量份丙烯酰胺、20重量份丙烯酰胺、10重量 份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反應(yīng)釜中攪拌溶解為總質(zhì) 量百分比濃度為55%的混合水溶液，將溫度升至40°C ; 2) 加入4重量份二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙猓?3) 加入質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為8之間； 4) 通氮?dú)獗Ｗo(hù)20min ; 5) 加入1重量份質(zhì)量百分比濃度為10%的引發(fā)劑--偶氮二異丁腈引發(fā)劑； 6) 將以上溶液加熱到45°C，引發(fā)爆聚，恒溫20min，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物； 7) 將得到的產(chǎn)物切割破碎，恒溫105°C左右干燥2h ;粉碎、過100目篩，得到白色粉末 狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑。
[0009] 實(shí)施例2 : 一種鉆井液高溫護(hù)膠防塌降濾失劑，其制備方法為： 1) 向反應(yīng)釜中加入40重量份的水，將15重量份丙烯酰胺、20重量份丙烯酰胺、13重量 份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反應(yīng)釜中攪拌溶解為總質(zhì) 量百分比濃度為56%的混合水溶液，將溫度升至40°C ; 2) 加入5重量份二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙猓?3) 加入質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為7. 5之間； 4) 通氮?dú)獗Ｗo(hù)25min ; 5) 加入1. 5重量份質(zhì)量百分比濃度為10%的引發(fā)劑--偶氮二異丁腈引發(fā)劑； 6) 將以上溶液加熱到45°C，引發(fā)爆聚，恒溫20min，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物； 7) 將得到的產(chǎn)物切割破碎，恒溫105°C左右干燥1. 5h ;粉碎、過100目篩，得到白色粉 末狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑。
[0010] 實(shí)施例3 : 一種鉆井液高溫護(hù)膠防塌降濾失劑，其制備方法為： 1) 向反應(yīng)釜中加入45重量份的水，將15重量份丙烯酰胺、25重量份丙烯酰胺、15重量 份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反應(yīng)釜中攪拌溶解為總質(zhì) 量百分比濃度為57%的混合水溶液，將溫度升至40°C ; 2) 加入6重量份二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙猓?3) 加入質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為7之間； 4) 通氮?dú)獗Ｗo(hù)30min ; 5) 加入2重量份質(zhì)量百分比濃度為10%的引發(fā)劑--偶氮二異丁腈引發(fā)劑； 6) 將以上溶液加熱到40°C，引發(fā)爆聚，恒溫lOmin，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物； 7) 將得到的產(chǎn)物切割破碎，恒溫105°C左右干燥lh ;粉碎、過100目篩，得到白色粉末 狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑。
[0011] 性能實(shí)驗(yàn)： 1)基漿配制：按飽和鹽水：評(píng)價(jià)土：碳酸鈉=350:35. 0:1. 0的比例配制基漿，高速攪 拌20min，測(cè)基漿的濾失量，其值應(yīng)在（100± 10) mL范圍內(nèi)，否則應(yīng)調(diào)整評(píng)價(jià)土的加量。
[0012] 2)飽和鹽水濾失量測(cè)定：取配好的基漿350mL兩份，分別加入5. 25g試樣高速攪 拌20min。其中一份在室溫下養(yǎng)護(hù)16h，另一份裝入高溫罐，于220°C下熱滾16h后冷卻取 出。將兩份待測(cè)漿高速攪拌20min，按GB/T16783. 1測(cè)定220°C老化前后的API中壓濾失量 (0· 7 MPa/30min)。結(jié)果如表1所示。
[0013] 表1三個(gè)實(shí)施例制備樣品的性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

【權(quán)利要求】
1. 一種鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 向反應(yīng)釜中加入35-45重量份的水，將10-20重量份丙烯腈、10-20重量份丙烯酰胺、 10-15重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反應(yīng)釜中攪 拌溶解為總質(zhì)量百分比濃度為55%-60%的混合水溶液，將溫度升至35-40°C ; 2) 加入4-6重量份二甲基二烯丙基氯化銨充分?jǐn)嚢枞芙猓? 3) 加入質(zhì)量百分比濃度為20%的氫氧化鉀水溶液，調(diào)節(jié)pH值為7-8之間； 4) 通氮?dú)獗Ｗo(hù)20-30min ; 5) 加入1-2重量份質(zhì)量百分比濃度為10%的引發(fā)劑--偶氮二異丁腈引發(fā)劑； 6) 將以上溶液加熱到45-55°C，引發(fā)爆聚，恒溫15-30min，得到白色彈性固態(tài)產(chǎn)物； 7) 將得到的產(chǎn)物切割破碎，恒溫105°C左右干燥l_2h ;粉碎、過100目篩，得到白色粉 末狀的產(chǎn)物，即為鉆井液用抗高溫抗飽和鹽降濾失劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制得的鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/24GK104151490SQ201410253000
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】翟常忠, 付靜, 徐春玲, 方傳卓, 明傳中, 解超, 梅永剛, 王希友, 曾冠鑫, 王陶, 孫偉 申請(qǐng)人:翟常忠