[發(fā)明專利]一種水基鉆井液用封堵型降濾失劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103045188A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 周風山;王煥娜;劉鋒報;張志磊;向璽;國文月
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/44
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 劉冬梅

技術領域

本發(fā)明屬于水基鉆井液體系使用的油田化學品，特別涉及一種水基鉆井液中使用的封堵型降濾失劑及其制備方法。

背景技術

水基鉆井液的功能主要有以下幾個方面：攜帶巖屑、冷卻鉆具、封堵防塌、降低失水、潤滑鉆頭、傳遞信息、輔助破巖、平衡控制地層壓力等，其中降低鉆井液進入地層的濾失量為主要方面之一。降失水劑，又稱降濾失劑和濾失控制劑，可在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾餅，是盡可能降低鉆井液濾失量的一類油田化學品。降濾失劑主要分為以下幾類：纖維素類、腐植酸類、丙烯酸類聚合物、樹脂類和淀粉類。

其中纖維類產(chǎn)品包括羧甲基纖維素鈉、聚陰離子纖維素和羧乙基纖維素鈉等，例如美國專利US20100828061此類產(chǎn)品降濾失性能優(yōu)異，適用體系范圍廣，但其明顯提高鉆井液粘度，價格昂貴，抗溫性能差。

腐植酸類產(chǎn)品包括褐煤堿液、硝基腐植酸鈉、鉻腐殖酸、磺甲基褐煤等，例如中國專利CN1807543和CN9411858.5，此類產(chǎn)品降濾失的同時可降粘，具有一定抗溫性，但其濾液污染環(huán)境，破壞油氣儲層，生產(chǎn)工藝條件苛刻，對操作人員身體損傷大。

丙烯酸類聚合物包括水解聚丙烯腈銨鹽、聚丙烯酸鹽聚合物等，丙烯酸鹽多元共聚物等，例如中國專利CN99100025.0、中國專利CN101250397、澳大利亞專利AU2010207511和世界專利WO2011158003，此類產(chǎn)品同時具有抗鹽和增粘提切的功能，從而抑制頁巖膨脹，且工藝簡單，但其抗鈣能力較弱，且抗溫性差，原料及產(chǎn)品具有酸味。

樹脂類產(chǎn)品包括磺甲基酚醛樹脂、磺化褐煤樹脂、磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹脂縮合物等，例如中國專利CN99107926.4、CN99107925.6和CN200710114554.4，此類產(chǎn)品抗高溫性能好，同時具有潤滑性和防塌性，但其降濾失性能相對較差，且污染環(huán)境。

淀粉類產(chǎn)品包括羧甲基淀粉、羧丙基淀粉、預膠化淀粉、抗高溫淀粉和改性淀粉等，例如中國專利CN201010125334.3，此類產(chǎn)品屬于天然高分子及其衍生物，易降解，環(huán)保性好，但其抗高溫性能差，改性工藝復雜，易發(fā)酵變質(zhì)，無法長期使用與儲存。

另外，一些研究者利用纖維狀或塊狀材料的封堵性制備降濾失劑，例如中國專利CN200810236644.5和CN200710014322，此類產(chǎn)品具有創(chuàng)新性，但其降濾失性能不如高分子類和樹脂類，且抗高溫能力亦有限。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有研究的不足和實際應用的迫切需要，特別是針對現(xiàn)有水基鉆井液用降濾失劑中存在的增粘、生產(chǎn)工藝繁瑣、污染環(huán)境、成本昂貴等問題，本發(fā)明要解決的問題是提供一種水基鉆井液用封堵型降濾失劑及其制備方法。

利用本發(fā)明方法得到的封堵型降濾失劑降低鉆井液濾失性能優(yōu)異，降低率高達80％，形成致密強韌的泥餅，瀝青的高溫軟化變形特點可及時封堵地層裂縫和裂隙。此外還可以根據(jù)應用地層特點及井段溫度選用適宜產(chǎn)品配方，使用靈活，并且生產(chǎn)工藝簡單，條件溫和，生產(chǎn)效率高，成本低廉，無廢氣物及粉塵產(chǎn)生，對作業(yè)人員身體傷害小。

因此，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種水基鉆井液用封堵型降濾失劑的制備方法，其包括以下步驟：

（1）按重量配比，稱取如下組分：瀝青40～90份，表面改性劑2～10份，隔離劑0～58份；

（2）在翻攪過程中，向上述瀝青組分上噴灑表面改性劑；

（3）將步驟（2）中獲得的物料進行粉碎，優(yōu)選在鼓風粉碎機中進行，粉碎所得樣品目數(shù)為80-200目；

（4）粉碎出料后，使其進入干混機，優(yōu)選通過抽泵進入干混機，并加入上述配比的隔離劑，啟動干混機進行干混，優(yōu)選干混20min-2小時，優(yōu)選30min-1小時，然后出料，得到封堵型降濾失劑，任選將其裝袋保存。

根據(jù)本發(fā)明，所述瀝青組分為聚合物改性氧化瀝青（PMA）、天然瀝青和氧化瀝青中的一種或幾種；

所述表面改性劑可以是陽離子表面活性劑和水溶性硅油（OSO-W）的混合物。陽離子表面活性劑的作用是使瀝青組分成為親水性材料。所述陽離子表面活性劑為季銨鹽類陽離子表面活性劑，優(yōu)選十六烷基三甲基氯化銨（CTAC），十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）或其任意比例形成的混合物。水溶性硅油（OSO-W）的作用是穩(wěn)定瀝青組分的水分散性，加快其浸水時間。所述水溶性硅油為北京優(yōu)美特納米材料有限公司生產(chǎn)的水溶性硅油OSO-w。

根據(jù)本發(fā)明，陽離子表面活性劑與水溶性硅油OSO-w的重量比例為：1～5：1～10，優(yōu)選1～3：1～7，更優(yōu)選1～2：1～5。