[發(fā)明專(zhuān)利]一種褐煤接枝共聚降濾失劑及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110301222.3
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103013458A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琳;楊小華;林永學(xué);李勝;錢(qián)曉琳;王顯光;柴龍;石秉忠;董曉強(qiáng);梅春桂;李舟軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/035
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/035
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專(zhuān)利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種褐煤接枝共聚降濾失劑及制備方法。

背景技術(shù)

聚合物類(lèi)降濾失劑可有效控制鉆井液的濾失量，能保證常規(guī)密度鉆井液的良好性能，在鉆井施工中發(fā)揮了重要的作用。但是，當(dāng)它們用于高密度和超高密度鉆井液時(shí)，往往因分子量大、粘度效應(yīng)大而使鉆井液變稠、流變性能惡化。

在超高密度鉆井液中，其加重材料的重量分?jǐn)?shù)占到鉆井液總重量的70％左右(以4.2g/cm³密度的重晶石配制的密度為2.5g/cm³的鉆井液為例計(jì)算)，而體系中的自由水相對(duì)較少，維持鉆井液良好性能的各種處理劑若使用不當(dāng)，會(huì)造成鉆井液的粘度及切力上升、濾餅質(zhì)量變差、高溫高壓濾失量難以控制等問(wèn)題，尤其是降濾失劑的使用，必須選用分子量小、粘度效應(yīng)低的產(chǎn)品。目前現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的超低粘CMC、超低粘PAC等，在超高密度鉆井液中即使加量很小也會(huì)使其粘度、切力迅速增大，流動(dòng)性變差。而現(xiàn)場(chǎng)常用的降濾失劑SMP，降粘劑SMC、SMK，以及兩者兼有改性產(chǎn)品等，在固相含量高、礦化度高的情況下，往往需要將它們復(fù)配才可能發(fā)揮作用，而且需要加大處理劑的用量，處理劑多而雜，造成鉆井液成本增加，流變性變差，且勞動(dòng)強(qiáng)度增大。尤其在高含鹽及高溫條件下其降濾失效果不太明顯。

由于褐煤資源豐富，價(jià)格低廉，以其為基本原料制備的產(chǎn)品在鉆井液中有較多應(yīng)用，如文獻(xiàn)“抗高溫抗鹽降濾失劑SHK-AN的合成及性能研究”中制備SHK-AN具有好的抗鹽、抗高溫和降濾失作用，但是其合成工藝復(fù)雜，需要將褐煤粉硝酸氧解、堿抽提、磺甲基化，獲得的磺甲基腐植酸鉀再與腈綸廢絲水解后的丙烯腈進(jìn)行接枝聚合，濃縮、干燥、粉碎制得SHK-AN接枝共聚物，而且分子量較大，粘度效應(yīng)大；文獻(xiàn)“降濾失劑AMPS/AM/腐植酸鈉的合成與評(píng)價(jià)”中由褐煤制備腐植酸鈉，再和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺進(jìn)行共聚，產(chǎn)物在淡水中具有好的降濾失能力，抗鹽性能不好，且其質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％的水溶液的粘度10mPa·s，未見(jiàn)在高密度鉆井液中的評(píng)價(jià)結(jié)果；文獻(xiàn)“高溫抗鹽降濾失劑SHR的研究與應(yīng)用”中用褐煤和酰胺衍生物及絡(luò)合劑、交聯(lián)劑、甲醛、純堿、焦亞硫酸等反應(yīng)制備了特種樹(shù)脂SHR，具有抗溫降濾失及稀釋能力強(qiáng)、造壁潤(rùn)滑性能好的特點(diǎn)，最高應(yīng)用鉆井液密度1.97g/cm³，未見(jiàn)可用于更高密度鉆井液中。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種褐煤接枝共聚降濾失劑及制備方法。所述降濾失劑在含高固相加重材料的鉆井液中降濾失效果好、粘度效應(yīng)低，能夠改善鉆井液的流變性，并具有抗溫、耐鹽的特性，用于深井、超深井以及超高壓地層鉆探。

本發(fā)明的目的之一是提供一種改性褐煤接枝共聚降濾失劑。

所述降濾失劑是由包括以下組分的原料聚合反應(yīng)而制得的：

水????????????????100重量份

褐煤??????????????10～70重量份，優(yōu)選25～55重量份；

醛????????????????0.5～20重量份，優(yōu)選1～10重量份

磺酸鹽聚合物??????2～30重量份，優(yōu)選5～15重量份

所述褐煤為改性褐煤，優(yōu)選磺化褐煤、褐煤樹(shù)脂、腐植酸鈉、腐植酸鉀或硝基腐植酸鈉；

所述醛優(yōu)選為甲醛、乙醛或乙二醛；

所述磺酸鹽聚合物為分子鏈中含有磺酸基的鏈節(jié)不少于30％的共聚物。優(yōu)選分子量小于30萬(wàn)的含有大量磺酸基的聚合物。更優(yōu)選申請(qǐng)文件(申請(qǐng)?zhí)枺?01010502681.3)中所述的磺酸鹽聚合物。

本發(fā)明的目的之二是提供一種褐煤接枝共聚降濾失劑的制備方法。

包括：

將所述組分按所述用量攪拌混合均勻，進(jìn)行聚合反應(yīng)、烘干粉碎后制得所述褐煤接枝共聚降濾失劑。

具體可包括以下步驟：

(1)原料組成：褐煤、醛、磺酸鹽聚合物、水的重量之比為褐煤∶醛∶磺酸鹽聚合物∶水＝10～70∶0.5～20∶2～30100；

(2)配制聚合液：將磺酸鹽聚合物均勻溶解于水中，室溫下加入醛和褐煤，攪拌均勻；

(3)聚合：在攪拌條件下升溫至180～220℃，反應(yīng)6～10h；

(4)烘干，粉碎：將步驟(3)中得到的混合液在100～105℃的條件下烘干、粉碎得到高密度鉆井液用褐煤接枝共聚降濾失劑。