一種鉆井液降濾失劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油天然氣技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種鉆井液降濾失劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鉆井過程中，由于壓差的作用，鉆井液中的水分不可避免地通過井壁濾失到地 層中，造成鉆井液失水。隨著水分進(jìn)入地層，鉆井液中粘±顆粒便附著在井壁上形成"濾 餅"，形成一個(gè)濾餅井壁。由于濾餅井壁比原來的井壁致密得多，所W它一方面阻止了鉆井 液的進(jìn)一步失水，一方面起到了保護(hù)井壁的作用。但是在濾餅井壁形成的過程中，濾失的水 分過多，濾餅過厚，細(xì)粘±顆粒隨水分進(jìn)入地層等都會(huì)影響正常鉆井，并對地層造成傷害。
[0003] 在20世紀(jì)70年代，聚丙締酷胺，聚丙締酷胺和水解聚丙締臘鹽鉆井液降濾失劑，廣 泛應(yīng)用于鉆井現(xiàn)場，逐步形成了一種合成樹脂型鉆井液降濾失劑，橫化酪醒樹脂(SMP)為主 要代表，并用它來解決鉆井施工復(fù)雜的問題，有效地促進(jìn)了鉆井液技術(shù)水平提高;在實(shí)施深 井超深井鉆井，橫化酪醒樹脂(SMP)作為一種有效的鉆井液高溫降濾失劑成功地應(yīng)用，促進(jìn) 高溫鉆井液得到了廣泛的應(yīng)用，具有廣泛的推廣和應(yīng)用。自20世紀(jì)80年代，經(jīng)過不斷的發(fā) 展，一系列的鉆井液降濾失劑已被開發(fā)，據(jù)報(bào)道，提高不同鉆井環(huán)境開發(fā)，基本滿足不同鉆 井作業(yè)和中國的主要石油領(lǐng)域的需求，有效地促進(jìn)現(xiàn)代鉆井技術(shù)的發(fā)展。其中最引人注目 的是，2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸的研究(AMPS)共聚物鉆井液降濾失劑。分子的結(jié)構(gòu)具有 耐高溫的橫酸基，并對溫度影響顯著，具有良好的耐鹽性。在第20世紀(jì)80年代，國家開始研 究2-丙締酷胺-2-甲基丙橫酸(AMPS),單體引入水基鉆井液降濾失劑在高溫高鹽環(huán)境中得 到較好應(yīng)用，取得了突破性的進(jìn)展。隨著石油和天然氣鉆井的發(fā)展，鉆井液降濾失劑的要求 也越來越高，由于深井、高鹽膏地層的不斷開采，傳統(tǒng)的降濾失劑抗高溫、耐鹽性能已經(jīng)不 能滿足日趨復(fù)雜地層需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鉆井液降濾失劑及其制備方 法，本發(fā)明提供的鉆井液降濾失劑具有良好的抗高溫和耐鹽性能。
[0005] 本發(fā)明提供了一種鉆井液降濾失劑，其特征在于，由丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2- 甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠制備而成。
[0006] 優(yōu)選的，具有式(I)結(jié)構(gòu)：
[0007]
[000引 式（I)中，x:y:z = (2.17~9.1):(43.47~72.72) :(18.2~54.3)。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種鉆井液降濾失劑的制備方法，包括W下步驟：
[0010] 將丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸、十六烷基二甲基締丙基氯化錠、引發(fā) 劑和水混合加熱，得到鉆井液降濾失劑。
[0011] 優(yōu)選的，包括W下步驟：
[0012] 將丙締酷胺與水混合，攬拌溶解，接著加入2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸，攬拌溶 解，再加入十六烷基二甲基締丙基氯化錠，攬拌溶解，得到單體混合溶液；
[0013] 將所述單體混合溶液與引發(fā)劑混合加熱，得到凝膠產(chǎn)物；
[0014] 將所述凝膠產(chǎn)物進(jìn)行醇洗和干燥，得到鉆井液降濾失劑。
[001引優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為(馳佔(zhàn)208與NaHS03的復(fù)合引發(fā)劑。
[0016] 優(yōu)選的，所述(畑4佔(zhàn)2〇8與N址S〇3的質(zhì)量比為1: 1。
[0017] 優(yōu)選的，所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯 化錠的摩爾比為（18.2~54.3) :(43.47~72.72) :(2.17~9.1)。
[0018] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑的加入量占所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十 六烷基二甲基締丙基氯化錠的總質(zhì)量的0.1 wt%~0.5wt%。
[0019] 優(yōu)選的，所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯 化錠的總質(zhì)量占所述單體混合溶液的lOwt%~30wt%。
[0020] 優(yōu)選的，所述加熱反應(yīng)的溫度為40~60°C，所述加熱反應(yīng)的時(shí)間為1~化。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種鉆井液降濾失劑，其特征在于，由丙締酷胺、 2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠制備而成。本發(fā)明W丙締酷 胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠為原料制備鉆井液降濾 失劑，所述鉆井液降濾失劑有較好的降濾失性，同時(shí)，有較好的抗溫抗鹽性能。
[0022] 結(jié)果表明，把1.6%的本發(fā)明提供的鉆井液降濾失劑加入到含4%巧膨潤±基漿中 的失水量為7.7ιΛ;當(dāng)鹽濃度為15%時(shí)，鉆井液的濾失量為13.8mL，當(dāng)巧達(dá)4.0%時(shí)API失水 量13.2mL，降濾失劑在溫度為160°C時(shí)在滾熱爐中熱滾16h，然后測其前后API濾失量，都保 持在14.2mL左右。
【附圖說明】
[0023] 圖1為實(shí)施例33制備得到的鉆井液降濾失劑的紅外譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明提供了一種鉆井液降濾失劑，由丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和 十六烷基二甲基締丙基氯化錠制備而成。
[0025] 所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠的 摩爾比優(yōu)選為（18.2~54.3) :(43.47~72.72) :(2.17~9.1)，更優(yōu)選為（20~50): (45~ 70):(3~8)。
[0026] 在本發(fā)明中，所述鉆井液降濾失劑具有式(I)結(jié)構(gòu)：
[0027]
[002引式（I)中，x:y:z = (2.17 ~9.1):(43.47~72.72):(18.2~54.3)，優(yōu)選的，義:7。= (3~8):(45~70):(20~50)。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種鉆井液降濾失劑的制備方法，包括W下步驟：
[0030] 將丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸、十六烷基二甲基締丙基氯化錠、引發(fā) 劑和水混合加熱，得到鉆井液降濾失劑。
[0031] 本發(fā)明首先將丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸、十六烷基二甲基締丙基氯 化錠、引發(fā)劑和水混合。在本發(fā)明中，所述混合加熱的方法優(yōu)選按照如下步驟進(jìn)行：
[0032] 將丙締酷胺與水混合，攬拌溶解，接著加入2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸，攬拌溶 解，再加入十六烷基二甲基締丙基氯化錠，攬拌溶解，得到單體混合溶液；
[0033] 將所述單體混合溶液與引發(fā)劑混合加熱，得到凝膠產(chǎn)物；
[0034] 將所述凝膠產(chǎn)物進(jìn)行醇洗和干燥，得到鉆井液降濾失劑。
[0035] 本發(fā)明首先將丙締酷胺與水混合，攬拌溶解，接著加入2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫 酸，攬拌溶解，再加入十六烷基二甲基締丙基氯化錠，攬拌溶解，得到單體混合溶液。
[0036] 在本發(fā)明中，所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙 基氯化錠的摩爾比優(yōu)選為（18.2~54.3) :(43.47~72.72) :(2.17~9.1)，更優(yōu)選為（20~ 50):(45 ~70):(3 ~8)。
[0037] 所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠的 總質(zhì)量占所述單體混合溶液的lOwt%~30wt%，優(yōu)選為15wt%~25wt%。
[0038] 在本發(fā)明中，所述單體混合溶液的pH優(yōu)選為5~9,更優(yōu)選為7~8.5。
[0039] 得到單體混合溶液中，將所述單體混合溶液與引發(fā)劑混合加熱，得到凝膠產(chǎn)物； [0040] 其中，所述引發(fā)劑優(yōu)選為（畑4)2S2〇8與化HS化的復(fù)合引發(fā)劑，所述（NH4)2S208與 化服化的質(zhì)量比為1:1，。所述引發(fā)劑的加入量占所述丙締酷胺、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫 酸和十六烷基二甲基締丙基氯化錠的總質(zhì)量的0 . Iwt %~0.5wt%，優(yōu)選為0.2wt%~ 0.4wt %。
[0041]將所述混合溶液與引發(fā)劑混合后，進(jìn)行加熱反應(yīng)，得到凝膠產(chǎn)物。其中，所述加熱 反應(yīng)的溫度優(yōu)選為40~60°C，更優(yōu)選為45~55°C，所述加熱反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為1~化，更優(yōu) 選為3~化。
[0042] 反應(yīng)結(jié)束后，得到凝膠產(chǎn)物。將所述凝膠產(chǎn)物進(jìn)行醇洗和干燥，得到鉆井液降濾失 劑。
[0043] 在本發(fā)明中，所述醇洗優(yōu)選采用乙醇醇洗，所述醇洗的次