[發(fā)明專利]一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210563090.6
• 申請日: 2012-12-22
• 公開（公告）號: CN103013456A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂開河;任冠龍;劉天科
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03
• 代理公司: 濟(jì)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降濾失劑及其制備方法，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鉆井過程中鉆井液具有一定的粘度、切力和較低的濾失量是保證鉆井順利進(jìn)行的前提和基礎(chǔ)。在深井及超深井日益增多的情況下，由于井底溫度高、壓力大，一方面造成部分鉆井液降濾失劑在高溫條件下降解失效，導(dǎo)致鉆井液濾失量增大，不利于維持井壁穩(wěn)定和儲(chǔ)層保護(hù)，另一方面要使用大量的加重材料提高鉆井液密度，平衡地層壓力，防止井涌或井噴。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)，鉆井液的流動(dòng)性特別難以控制，鉆井液的觸變性變差。

上述問題的出現(xiàn)將影響鉆井安全，降低鉆井速度，最終影響鉆井的經(jīng)濟(jì)效益。為了解決上述問題，現(xiàn)場常采用同時(shí)加入增粘劑和降濾失劑解決這一問題。現(xiàn)有的降粘劑如腐植酸鈉、XY-27等都不能有效解決高密度下鉆井液的增稠問題，且現(xiàn)有降粘劑的抗溫能力普遍不高（一般不超過160℃）且沒有降濾失作用，在深井高溫條件下使用受到一定的限制。降濾失劑主要通過護(hù)膠作用使鉆井液中保持一定比例細(xì)顆粒的含量，使鉆井液形成的泥餅滲透率降低，從而降低鉆井液中的自由水向地層濾失而起到穩(wěn)定井壁的作用。常用降濾失劑有改性褐煤類降濾失劑、烯類單體聚合物類降濾失劑、樹脂類降濾失劑和淀粉類降濾失劑，其中改性褐煤類降濾失劑具有一定的降粘作用，但在溫度超過150℃的高溫環(huán)境下降粘及降濾失效果均不理想，而烯類單體聚合物類降濾失劑、樹脂類降濾失劑和淀粉類降濾失劑一般不具備降粘作用。同時(shí)，增粘劑和降濾失劑一起加入既增加了鉆井液成本，又增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)使鉆井液成份復(fù)雜，維護(hù)處理難度增加。

CN102344782A（CN201110205713.8）一種石油鉆井助劑抗高溫降濾失劑及其制備方法，降濾失劑是由下述重量配比的原料制成的：含腐殖酸的物質(zhì)、焦亞硫酸鈉、水、有機(jī)硅樹脂、交聯(lián)劑、氫氧化鉀、AMPS、α-甲基葡萄糖甙。降濾失劑的制備方法包括以下步驟：按所述重量份比稱取水、氫氧化鉀、褐煤或者泥炭或者風(fēng)化煤、焦亞硫酸鈉，將其加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫，反應(yīng)，降溫；在攪拌反應(yīng)釜中加入按所述重量份比稱取的有機(jī)硅樹脂、交聯(lián)劑、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升溫，攪拌反應(yīng)；放料，所得產(chǎn)物經(jīng)干燥即得成品。該發(fā)明產(chǎn)品能抗高溫，降濾失較好，但降粘效果不理想，且其使用AMPS和α-甲基葡萄糖甙，成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)和油田大量使用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法。

本發(fā)明的產(chǎn)品在具有良好降濾失性能的同時(shí)，兼具有很好的降粘作用，與鉆井液配伍性好，不污染環(huán)境，抗溫能力達(dá)180℃以上。本發(fā)明以腈綸廢絲為原料，還可以使石油化工合成纖維產(chǎn)生的廢料有變廢為寶的資源化效益。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，原料的質(zhì)量份組成為：

腈綸廢絲50-200份，堿80-155份，質(zhì)量濃度為15~25%的無機(jī)酸20-100份、過氧化氫30-90份，褐煤300-500份，磺化劑5-30份，甲醛10-50份，硫酸亞鐵5-20份，水1000份。

按以下方法制得：

將腈綸廢絲、堿量的1/4~1/2加入水中，85-95℃反應(yīng)2-5h；降溫到80-85℃，加入無機(jī)酸和過氧化氫，升溫至85-95℃反應(yīng)1-3h；再加余量的堿和褐煤、磺化劑、甲醛，在85-95℃下反應(yīng)1-3h；降溫至60-80℃，加硫酸亞鐵，反應(yīng)10-30min，將產(chǎn)物取出，烘干、粉碎，即得。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀之一或組合。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的無機(jī)酸是質(zhì)量濃度為20%的硝酸、20%的鹽酸或20%的硫酸。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的磺化劑是硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的甲醛是質(zhì)量濃度為35~37%的甲醛水溶液。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的硫酸亞鐵為七水硫酸亞鐵。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，原料的質(zhì)量份組成為：

腈綸廢絲70-160份，堿100-150份，酸30-50份、過氧化氫40-50份，褐煤300-400份，磺化劑15-30份，甲醛20-40份，硫酸亞鐵10-15份，水1000份。

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

（1）把腈綸廢絲剪碎，與堿總量的1/4~1/2加入水中，在攪拌狀態(tài)下升溫至85-95℃，反應(yīng)2-5h；