[發明專利]鉆井液稀釋劑復合甲基硅酸鹽的制備方法

有效

• 申請號: 201310027758.X
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103059821A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉志文;高玉華
• 申請（專利權）人: 大慶合正化工有限公司
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/14
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 陳可鑫

技術領域

本發明涉及石油鉆井技術領域中的一種稀釋劑，尤其是鉆井液稀釋劑復合甲基硅酸鹽的制備方法。

背景技術

鉆井過程中，鉆出的鉆屑需要被攜帶出井眼，才能使鉆井過程不斷繼續，避免卡鉆等工程事故。鉆井液是實現攜帶鉆屑、潤滑冷卻鉆具、預防井壁坍塌、平衡地層壓力等的必不可少的工作液。而鉆井液性能的好壞直接影響鉆井施工的質量，鉆井液的粘度、切力是鉆井液能否滿足鉆井要求的重要指標之一，因此，鉆井液的粘度、切力需要進行控制并且使之穩定，這樣就需要用到鉆井液稀釋劑。鉆井液稀釋劑的作用是當鉆井液粘度、切力大時將其稀釋降低到合適的范圍，并且能夠長時間穩定。

目前，用于鉆井液的稀釋劑種類很多，大都是單一的品種，如磺化栲膠、聚丙烯酸鈉、有機硅稀釋劑、JN-A降粘劑、SF260、磺甲基褐煤、XY27等。這些稀釋劑都有一定的局限性，如化栲膠、JN-A降粘劑、磺甲基褐煤是分散類型的稀釋劑，在聚合物鉆井液中不適合使用；聚丙烯酸鈉、XY27等聚合物類稀釋劑適用于聚合物鉆井液，但不抗高溫，而且成本較高；SF260是抗高溫稀釋劑，但加量大，效果相對低。這些稀釋劑效果不理想，存在抗溫低、作用時間短、成本高的問題，并且適用范圍小。

發明內容

本發明在于克服背景技術中存在的問題，而提供鉆井液稀釋劑復合甲基硅酸鹽的制備方法。該鉆井液稀釋劑復合甲基硅酸鹽，具有稀釋效果好、成本低、適用范圍寬、穩定時間長、可抗150℃以上高溫的優點。

本發明解決其問題可通過如下技術方案來達到：一種鉆井液稀釋劑復合甲基硅酸鹽的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備甲基硅酸鹽：

在反應器中，加入一定量的水，然后加入堿，堿溶解后溫度升到70-90℃，加入甲基硅酸，繼續升溫在90-110℃反應生成甲基硅酸鹽；所述的水、甲基硅酸與堿的重量比為1:0.1-0.3:0.2-0.6；

（2）制備復合甲基硅酸鹽：

向生成的甲基硅酸鹽中加入水玻璃和低分子量聚丙烯酸鹽，充分攪拌均勻后加入有機錫催化劑，在90-120℃反應3-5小時得到有效物含量25-40%液體稀釋劑產品復合甲基硅酸鹽；甲基硅酸鹽與水玻璃、低分子量聚丙烯酸鹽、有機錫催化劑重量比為1:0.2-0.5:0.1-0.2:0.001-0.003。

所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述的水玻璃為鈉水玻璃或鉀水玻璃或鈉水玻璃和鉀水玻璃的混合物，其模數應在2.0-3.0之間，含量40-50%；或含5水或9水的硅酸鈉或硅酸鉀，其模數為2.0-3.0；所述的低分子量聚丙烯酸鹽可以由丙烯酸鹽分別和丙烯酰胺、丙烯磺酸鹽、二甲基二烯丙基氯化銨一個或多個單體的共聚物代替，其分子量在2000-5000范圍內；所述的低分子量聚丙烯酸鹽是低分子量聚丙烯酸鈉或低分子量聚丙烯酸鉀；所述的有機錫催化劑是二丁基錫二月桂酸酯或雙丁基氧化錫。

本發明復合甲基硅酸鹽產品中存在的羥基和羧基、磺酸基及其它極性集團，以化學鍵或氫鍵的形式結合，各種陰離子集團在堿性作用下有很好的水溶性，它們能與鉆井液中的粘土顆粒的Si-O鍵或Al-O鍵進行吸附，相互彌補其吸附的速度和強度，彌補水化作用和疏水性以及對粘土的抑制性，從而起到很好的相互協調性，提高了拆散粘土網架結構的作用，從而大大提高了稀釋效果，顯著地降低了鉆井液的粘度和切力。此外，有機硅成分還具有降低表面張力和提高熱穩定性作用，低分子量的丙烯酸鹽聚合物具有良好的分散作用。所有這些作用相互協同，提高了產品的效果，比起單一產品降粘降切率顯著提高

本發明與上述背景技術相比較可具有如下有益效果：該產品適用于水基粘土鉆井液，稀釋效果好、成本低、適用范圍寬、穩定時間長、可抗150℃以上高溫；粘度降低率可達到90%，切力降低率可達到50%，大大降低了低分子量丙烯酸鹽作為鉆井液降粘劑應用的成本。本發明產品尤其適用于高密度、高固相鉆井液的粘度和切力的調節，穩定鉆井液的流變性能。對淡水鉆井液具有顯著的降粘降切效果，其成本低于聚合物類降粘劑。

具體實施方式：

下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明：

實施例所用的藥劑皆為市售。

實施例1?