[發(fā)明專利]一種鉆井液用降濾失劑

有效

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• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN104371675B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 褚奇;李濤;宋兆輝;薛玉志
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/24;C08G61/10;C08F212/14;C08F220/56;C08F226/08
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯(lián)

技術領域

本發(fā)明涉及一種油氣鉆井環(huán)境中使用的剛性降濾失劑，可在高溫、高壓、高礦化度鉆井施工中使用。

背景技術

近年來，聚合物型降濾失劑以良好的抗溫、抗鹽和抗鈣性能逐漸成為鉆井液處理劑領域的主要研究對象，產品品種逐漸增多，也出現(xiàn)了不少新產品，特別是以2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸（AMPS）為主要單體合成的聚合物型降濾失劑品種的有關研究最為廣泛和深入。但是，這些處理劑的主體結構沒有變，只是側鏈中的某些基團發(fā)生了變化，從而在一定程度上限制了該類型處理劑總體性能（主要指抗溫、抗鹽和抗鈣性能）的進一步提高。例如，中國專利CN102229797A公開的一種耐溫達200℃的降濾失劑就是典型的AMPS聚合物型降濾失劑，該降濾失劑是以AMPS和丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）為原料，通過自由基聚合方法得到，該種降濾失劑在淡水鉆井液中的抗溫能力可達200℃。但是，該降濾失劑中含有羧酸基團，其抗鈣能力必然受到一定影響。對于現(xiàn)有技術，也有通過在分子側鏈中引入季銨基團來實現(xiàn)抗高溫的目的的，例如，中國專利CN101691485A中所制備的兩性離子聚合物型降濾失劑。該類型降濾失劑是通過季銨基團與粘土表面發(fā)生的靜電吸附作用而使該降濾失劑分子在粘土表面發(fā)生較強吸附作用而實現(xiàn)抗高溫的，且同時具有一定的抗鹽抗鈣能力，但是該類型的降濾失劑會在鉆井液中發(fā)生絮凝現(xiàn)象，且其在淡水鉆井液中的抗溫能力也未超過200℃。也有通過引入其他特殊反應單體來實現(xiàn)降濾失劑的抗高溫的性能的，如中國專利CN102174314A，即是通過引入有機硅基團而提高降濾失劑分子的抗高溫性能，但是該降濾失劑的在淡水鉆井液中的抗溫性仍維持在200℃水平，并未有更大的提高。

對于適用于更高溫的降濾失劑有關文獻也有報道，如中國專利CN102344782A涉及可抗220℃的降濾失劑，不僅抗溫性能優(yōu)越，而且具有良好的抗鹽和抗鈣能力，適宜在深井和超深井中使用。但是，該類降濾失劑在合成過程中使用了甲醛作為交聯(lián)劑，且合成原料中涉及的有機硅樹脂分子指定了生產廠家，制備過程繁瑣且需高溫操作，增加了生產成本，限制了大規(guī)模工業(yè)生產的發(fā)展。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種抗溫可達240℃，且同時具有抗飽和鹽抗鈣（抗1.0wt%CaCl₂）性能的鉆井液用降濾失劑。

本發(fā)明提供一種鉆井液用降濾失劑，所述降濾失劑是以包含酚類化合物、烯基磺酸或烯基磺酸鹽、和烯基酰胺為原料反應生成的共聚物。更優(yōu)選地，所述降濾失劑是以包含酚類化合物、烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺和烯基烷酮為原料反應生成的共聚物。

在本發(fā)明一個具體實施方式中，所述酚類化合物為苯酚類化合物，其中酚羥基在苯環(huán)上的兩個鄰位均未取代，且所述酚羥基在苯環(huán)上的對位取代基不為OH。在該實施方式中，酚羥基在苯環(huán)上的兩個鄰位均未取代即其取代基均為H，且其對位取代基不為OH時，有利于酚類化合物在與其它單體共聚的反應過程中產生自由基，從而提高共聚的聚合活性。

在上述具體實施方式中，優(yōu)選地，所述酚類化合物中酚羥基在苯環(huán)上的兩個間位的取代基R為獨立地選自H、OH、CH₃、CF₃、C₂H₅、C₂F₅、NH₂、NHCH₃、N(CH₃)₂、OCH₃、NHCOCH₃、Cl、Br和I中的一種或多種。或者優(yōu)選所述酚類化合物中酚羥基在苯環(huán)上的對位取代基R’為選自H、N(CH₃)₃、NO₂、CN、CONH₂、SO₃H、SO₃K、SO₃Na、CHO、COOH、COONa和COOK中的一種或多種，更優(yōu)選R’為SO₃K、SO₃Na、COONa或COOK；當酚羥基對位取代基R’為磺酸鹽或羧酸鹽基團時，酚類化合物與其他單體共聚形成降濾失劑的聚合活性更強。

在上述具體實施方式中，優(yōu)選地，所述酚羥基在苯環(huán)上的兩個間位取代和一個對位取代中至少一個不為H。更優(yōu)選地，所述酚羥基在苯環(huán)上的至少一個間位取代不為H，且所述酚羥基在苯環(huán)上的對位取代不為H。