[發明專利]鉆井液用防水鎖劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210388177.4
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102887974A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 蔣官澄;李穎穎;黎凌
• 申請（專利權）人: 蔣官澄;李穎穎;黎凌
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/22;C08F2/26;C08F2/28;C09K8/035
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;趙德蘭

技術領域

本發明屬于鉆井液添加劑領域，特別涉及一種減小油氣儲層水鎖損害，降低鉆井液濾液表面張力，提高巖心氣相滲透率，保護儲層的防水鎖劑及其制備方法。

背景技術

低孔、低滲油氣藏一般具有泥質膠結物含量高、含水飽和度高、毛細管壓力高、水敏性強及孔喉細小、滲透性差、結構復雜、非均質嚴重、油氣流動阻力大等特點。大量研究表明，水鎖損害是該類型儲層最主要，也是最嚴重的損害類型，損害率一般為70%—90%。鉆井液是與儲層接觸的第一種外來流體，其濾液侵入儲層會造成水鎖損害，使儲層的含水飽和度增加，油、氣相滲透率降低。

防水鎖劑是鉆井液體系中使用的一種重要添加劑，通過降低鉆井液濾液表面張力，防止鉆井液濾液侵入地層造成水鎖。降低水鎖效應是保護低孔、低滲油氣藏的重要措施。

目前常用的防水鎖劑有：ABS、OP-10、ABSN、1231和TWEEN等表面活性劑。但是，對于低孔、低滲透等地質條件復雜的油氣儲層，這些傳統的防水鎖劑難以滿足要求：（1）不能有效降低濾液的表面張力和油水界面張力，以提高氣相相對滲透率；（2）對侵入液的排液效果不好，不利于近井地層滯留液以排液方式被驅走而更好地解除水鎖效應。

發明內容

為了克服現有產品解水鎖效果的不足，本發明提供了一種新型鉆井液用防水鎖劑及其制備方法，其技術方案如下：

一種鉆井液用防水鎖劑,為包含丙烯酸丁酯（BA）單體、甲基丙烯酸甲酯（MMA）單體、甲基丙烯酸（MAA）單體、丙烯酰胺（AM）單體和甲基丙烯酸十三氟辛酯（G06B）單體的聚合物，其結構式如下：?

其中a的摩爾百分比為35.8-36.5%，b的摩爾百分數為27.0-30.5%，c的摩爾百分比為7.5-9.0%，d的摩爾百分比為7.5-9.0%。

優選的是，該鉆井液用防水鎖劑pH值為7.0-7.5，應用的體系pH值范圍為7.0～12.0。

一種鉆井液用防水鎖劑的制備方法，包括如下步驟：

1）丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸四種單體按5-4:4-3:1:1的比例分散于溶劑中，并加入2%-2.5%的乳化劑，剪切攪拌30min得混合溶液A，A溶液的質量濃度為16%~35%；

2）混合溶液A的合成溫度為70℃，合成前先通入氮氣保護，在溶液溫度升至70℃時加入引發劑，保溫反應1h，引發劑用量為步驟1）中單體總量的0.02~0.1%。所得溶液為B；

3）在溶液B中滴加步驟1）中單體總量18~25%的甲基丙烯酸十三氟辛酯單體、步驟1）中單體總量0.5%-0.6%乳化劑和步驟1）中單體總量0.02~0.05%引發劑，溫度升高至80℃，保溫反應4h，所得溶液為C；

4）C溶液冷卻后，加入pH調節劑，使其pH值為7，然后將所得產物過濾，得白色乳液，即得到防水鎖劑產品。

優選的是，步驟1）所用溶劑為去離子水。

在上述任一方案中優選的是，步驟2）所用引發劑為過硫酸銨和/或過硫酸鉀。

在上述任一方案中優選的是，步驟3）中的滴加速度為12滴/min。

在上述任一方案中優選的是，步驟4）中的pH調節劑為氫氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氨水、氫氧化鉀中的一種或幾種。

在上述任一方案中優選的是，所用乳化劑為陰離子型或陽離子型乳化劑。

在上述任一方案中進一步優選的是，陰離子型或陽離子型乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸異丙胺鹽。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

1、本發選用甲基丙烯酸甲酯（MMA），丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酸（MAA）為共聚物提供一定的強度及耐候性，提高其玻璃化溫度，改善其成膜性能，甲基丙烯酸（MAA）和丙烯酰胺（AM）還能為共聚物提供親水基團，增加其與巖石的附著力；選擇丙烯酸丁酯（BA）為共聚物提供彈性、柔韌性和膜的附著力；同時，引入了甲基丙烯酸十三氟辛酯，氟碳類聚合物具有獨特的表面性質，由于氟原子核對電子及成鍵電子云的束縛作用較強，C-F鍵的可極化性低，聚合物分子間作用力較低，因而表面能極低。采用該類聚合物材料處理后的巖石表面會呈現憎油憎水特性（減少液相粘附，起到防水鎖的作用），聚合物中的含氟鏈段朝空氣伸展，占據聚合物/空氣界面，且分子結構末端的-CF₃基團在巖石表面緊密排列，既保護了聚合物內部分子提高其穩定性（耐候性），又降低了表面能，能高效降低溶液表面張力及油水界面張力，進一步提高了防水鎖劑的性能。