[發明專利]一種油田鉆井液用降濾失劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201310552891.7
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103614120A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 魯紅升;袁瀟;黃志宇;張太亮;全紅平;戴姍姍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C08G8/32;C09K8/24
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種用于石油企業的油田鉆井液用降濾失劑及其制備方法，屬于油田化學鉆井液處理劑領域。

背景技術

在油氣田鉆井過程中，鉆井液在地層與鉆井液柱壓差下發生滲濾，大量濾液侵入地層，極易引起地層中泥頁巖水化膨脹和坍塌，造成井壁失穩。此外，鉆井液濾失量的增大將造成泥餅增厚，井徑縮小，在起下鉆時極易引起抽汲和壓力波動，給旋轉鉆具造成較大的扭矩，從而導致壓差卡鉆，降濾失劑在降低鉆井液失水量的同時還可以改善鉆井液流變性，在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾餅。目前，國內外廣泛使用的鉆井液降濾失劑主要有：淀粉及其衍生物；纖維素衍生物；腐植酸類；合成樹脂類；烯類單體聚合物等。

磺化酚醛樹脂類產品進行了大量的改性產品研究，包括膦甲基酚醛樹脂（PMP）；的兩性高效磺化酚醛樹脂（XNSMP-III）；酚脲醛樹脂等，均具有較好的控制鉆井液濾失量的效果。兩性酚醛樹脂(APR)，具有磺化酚醛樹脂的抗溫抗鹽，泥餅可壓縮性好及隨無機鹽濃度增加，溫度增加，作用時間延長，降失水效果越好等特點，還具備較強抑制頁巖水化的能力，同時比磺化酚醛樹脂具有更高的效率。由SMP、水解聚丙烯睛、腐植酸鉀等共縮聚制得的SDX，除具有以往產品良好的降失水作用外，還具有較好的防塌作用。多羥基大分子PVA引入與磺化酚醛樹脂LF接枝，合成了代號為LF-P的多羥基共聚樹脂，進一步提高了抗溫(210℃)能力和降失水效果。

傳統樹脂類降濾失劑雖具有很好的抗溫抗鹽性能。但在合成（磺化）的過程中磺化度不易控制，容易導致產品的質量不穩定，影響到降濾失效果。

發明內容

本發明的目的是：為了能夠較好的控制鉆井液的流變性和降低鉆井液基漿高溫高壓的濾失量，提高耐鹽性并能夠用于強分散型土壤中，特提供一種油田鉆井液用降濾失劑及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種油田鉆井液用降濾失劑及其制備方法，是由對氨基苯磺酸、對甲基苯磺酸、苯酚、甲醛四種單體聚合而得的四元共聚物；制備該降濾失劑所用單體及質量百分比如下，其質量以克為單位：對氨基苯磺酸3.2～16.1%；對甲基苯磺酸16～29.1%；苯酚26～31.8%；甲醛35.9～41.7%；加入質量百分濃度為50%的氫氧化鈉溶液15～30ml，調節反應體系的pH為9。

一種油田鉆井液用降濾失劑的制備方法：在反應器中，先加入質量百分比為3.2～16.1%的對氨基苯磺酸及16～29.1%的對甲基苯磺酸和26～31.8%的苯酚，再加入質量百分濃度為50%的氫氧化鈉溶液15-30ml，將反應體系的pH值調節至9；然后將反應溫度設置在70～90℃，加熱攪拌溶解，再緩慢加入35.9～41.7%的甲醛，控制滴加時間在1～1.5h內，在回流條件下恒溫反應4～7h制得棕紅色液體產物；最后將上述產物用無水乙醇洗滌至出現白色絮狀沉淀，固液分離后將沉淀在溫度為85℃的真空干燥箱中干燥24h，制得本對氨基苯磺酸/對甲基苯磺酸/苯酚/甲醛四元共聚物降濾失劑。

一種油田鉆井液用降濾失劑的應用是：先在反應容器中加入400ml水，在高速攪拌下加入16g膨潤土及6.4g無水碳酸鈉，繼續攪拌4h，再靜置室溫養護24h，制得淡水基漿；用旋轉粘度計測量淡水基漿的泥漿流變參數表觀粘度、塑性粘度、動切力，再用中壓濾失儀測量淡水基漿的降失水量；然后在淡水基漿溶液中加入占泥漿質量百分比為4%的上述制得的四元共聚物降濾失劑，用旋轉粘度計及中壓濾失儀測量與上步相同參數，實驗結果表明，該四元共聚物降濾失劑具有較好的抗溫抗鹽性，能有效降低基漿的濾失量。

本發明的有益效果是：(1)本發明的樹脂類降濾失劑能夠通過改變單體加量摩爾比實現共聚物磺化度可控，提高共聚物的熱穩定性和抗鹽能力；通過對吸附基團的控制實現對共聚物結構的控制，能夠有效控制共聚物的分子量以實現對鉆井液流變性的控制，使產品能在高溫（180℃）和高鹽（飽和鹽水）條件下具有良好性能；(2)本發明采用水溶液聚合，制備方法步驟簡單，易于控制，單體易得，降低了降濾失劑的原料成本，利于推廣應用。

附圖說明

圖1為本鉆井液用降濾失劑的紅外譜圖。

圖2為本鉆井液用降濾失劑的熱重分析曲線圖。

具體實施方式

實施例1