[發(fā)明專利]一種鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210428867.8
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102899007A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂開河;韓立國;任冠龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C08F289/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法，屬于石油鉆井過程中的鉆井液用降粘劑技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

目前隨著油氣田勘探開發(fā)的需要，特別是近幾年來，許多油田對老區(qū)塊調(diào)整井的開發(fā)力度也在逐年增大，大多數(shù)老區(qū)塊的調(diào)整井鉆井時要求具有較高的鉆井液密度，但同時又要求鉆井液具有良好的流變性。目前使用較為普遍的加重材料（鐵礦粉、重晶石等）對鉆井液體系都具有一定的增稠效應(yīng)，特別是當(dāng)鉆井液密度達到1.60g/cm³以上時，表現(xiàn)尤為突出，鉆井液的流動性特別難以控制，鉆井液的觸變性也特別差，一般常規(guī)的降粘劑如腐植酸鈉、XY-27等都不能有效地解決問題，且現(xiàn)有降粘劑的抗溫能力普遍不高，一般不超過160℃，在深井高溫條件下使用受到一定的限制。

CN102675560A公開了一種抗高溫降粘劑的制備方法，包括以下步驟：在反應(yīng)釜中，將氫氧化鉀加入適量的水中，配成氫氧化鉀溶液，然后在冷卻條件下慢慢加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸，然后再加入硫酸銅和栲膠并升溫，然后將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)釜中，在攪拌下加入過硫酸銨，一段時間后得到多孔的泡沫固體，將其泡沫固體進行干燥，最后經(jīng)粉碎，包裝，即得抗高溫降粘劑。該降粘劑易吸潮，可溶于水，用作鉆井液降粘劑，具有較強的耐溫，抗鹽和抗鈣鎂的能力，特別適用于高溫深井。但是，該方法以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸為主要原料，產(chǎn)品成本高；該方法反應(yīng)最后產(chǎn)品狀態(tài)為泡沫固體，將泡沫固體從反應(yīng)釜中移出比較困難，生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種工藝簡單、成本低的鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鉆井液用抗高溫降粘劑，按原料總量1000質(zhì)量份計，原料的質(zhì)量配比為：

木質(zhì)素30-100份，丙烯酸單體70-120份，丙烯腈20-80份，馬來酸酐20-80份，堿20-80份，鐵粉10-40份，引發(fā)劑50-100份，甲酸鹽10-400份，其余為水；

按以下方法制得：

將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及部分鐵粉加入水中，60-75℃反應(yīng)1～2h；降溫到48~52℃加入引發(fā)劑，再加入丙烯腈，50-70℃反應(yīng)1～3h；加堿中和，再加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌，即得。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的木質(zhì)素是木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的引發(fā)劑是七水硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比為1:2~3的組合。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的甲酸鹽是甲酸鈉、甲酸鉀或甲酸銫。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的堿是15~22wt%氫氧化鈉溶液、15~22wt%氫氧化鉀溶液或25~32wt%氨水。進一步優(yōu)選，所述的堿是20wt%氫氧化鈉溶液、20wt%氫氧化鉀溶液或30wt%氨水。

根據(jù)本發(fā)明，一種鉆井液用抗高溫降粘劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及鐵粉的1/2~3/5加入水中，升溫至60-75℃反應(yīng)1～2h；

（2）降溫到48~52℃，加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為七水硫酸亞鐵和雙氧水的組合；再加入丙烯腈，在50-70℃反應(yīng)1～3h；

（3）停止加熱，加入堿中和；

（4）加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌30~40分鐘，放料。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2）中，降溫到50℃，加入引發(fā)劑。

本發(fā)明所述方法制得的鉆井液用抗高溫降粘劑外觀為黑色或淡黃色液體，無異味，在水中具有很好的分散和溶解作用。

本發(fā)明由木質(zhì)素、丙烯酸、丙烯腈和馬來酸酐共聚反應(yīng)制得陰離子共聚物的產(chǎn)品，本發(fā)明特選甲酸鹽為密度調(diào)節(jié)劑，且能改善產(chǎn)品的抗溫能力和降粘效果。堿為pH調(diào)節(jié)劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點：（1）以木質(zhì)素和丙烯酸為主要原料，制備工藝簡單，成本低廉；（2）在低密度鉆井液和高密度鉆井液中都具有良好的降粘效果，使用范圍廣；（3）抗溫能力達180℃，可用于深井及超深井；（4）與鉆井液配伍性好，對鉆井液性能無不良影響，不起泡。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但是不應(yīng)該認為本發(fā)明被下面特定例子所限定。各實施例中原料的用量“份”均為質(zhì)量份，各濃度（%）均為質(zhì)量百分比。

本實施例制備的抗高溫降粘劑樣品的性能測試方法如下：

（1）外觀

在室溫條件（25℃下）目測。

（2）降粘率的測定