[發明專利]一種抑制性強的鉆井液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410199067.2
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN105086962B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 楊超;魯嬌;陳楠;張志智;尹澤群;劉全杰
• 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撫順石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C08F220/56;C08F220/38;C08F226/06
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1.一種水基鉆井液，其特征在于所述鉆井液包括水、兩性離子聚合物、無水氯化鈣、土相、流型調節劑，其中，以水的重量為基準，兩性離子聚合物用量為水用量的0.5-5wt%，無水氯化鈣用量為水用量的20-70wt%，土相用量為水用量的0-6wt%，流型調節劑用量為水用量的0.1-0.4wt%，所述兩性離子聚合物為甲基丙烯酰氧乙基- N, N- 二甲基丙磺酸鹽/丙烯酰胺/4-乙烯基吡啶丙磺酸鹽三元共聚物。

2.按照權利要求1所述的水基鉆井液，其特征在于：兩性離子聚合物用量為水用量的1.5-3wt%；無水氯化鈣用量為水用量的30-60wt%；土相用量為水用量的1.5-4wt%，流型調節劑用量為水用量的0.2-0.3wt%。

3.按照權利要求1所述的水基鉆井液，其特征在于：所述土相為鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、凹凸棒石、海泡石中的一種或幾種。

4.按照權利要求1所述的水基鉆井液，其特征在于：所述流型調節劑為黃原膠、瓜爾膠、文萊膠中的一種或幾種。

5.按照權利要求1所述的水基鉆井液，其特征在于：所述兩性離子聚合物通過如下步驟制備：（1）首先分別稱取質量比為2:1～9:1的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1，3-丙磺酸內酯，并向甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中加入1，3-丙磺酸內酯，然后在10～60℃的溫度下反應0.5～4h，最后經過濾、抽提、干燥制得甲基丙烯酰氧乙基- N, N- 二甲基丙磺酸鹽；（2）按照摩爾比為1:1.1～1:1.3分別稱取4-乙烯基吡啶和1,3-丙磺酸內酯，然后稱取有機溶劑和助劑，有機溶劑與4-乙烯基吡啶和1,3-丙磺酸內酯的總質量比為2:1～8:1，助劑與4-乙烯基吡啶、1,3-丙磺酸內酯和有機溶劑的總質量比為0.001～0.01，然后將有機溶劑平均分成三份，分別與4-乙烯基吡啶、1，3-丙磺酸內酯、助劑溶解混合，將得到的三種混合溶液依次加入反應器，在20℃～90℃條件下反應1～10h，然后經過濾、洗滌、干燥制得4-乙烯基吡啶丙磺酸鹽；（3）按照1.5～3：6～7：0.5～1.5的摩爾比分別稱取步驟（1）的得到的甲基丙烯酰氧乙基- N, N- 二甲基丙磺酸鹽、丙烯酰胺和步驟（2）得到的4-乙烯基吡啶丙磺酸鹽，加入溶劑溶解后通入N₂除氧0.5～1h，同時升溫至50～70℃，恒溫5～10min后加入引發劑反應4～6h，反應后得到凝膠狀固體，用丙酮沉淀得白色沉淀物；（4）將步驟（3）得到的沉淀物在100～120℃下干燥16～24h后粉碎，最終得兩性離子聚合物。

6.按照權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于：步驟（1）中甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1，3-丙磺酸內酯的質量比為2.5:1～8:1。

7.按照權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于：步驟（1）中1，3-丙磺酸內酯滴加到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中或者直接一次性加入到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中。

8.按照權利要求7所述的水基鉆井液，其特征在于：采用直接一次性加入時稱取的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1，3-丙磺酸內酯質量比為5.2:1～7.8:1。

9.按照權利要求7所述的水基鉆井液，其特征在于：采用滴加方式時甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和1，3-丙磺酸內酯質量比為2.5:1～5:1。

10.按照權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于：步驟（1）中抽提溶劑選用甲醇或乙醇，抽提時間為1～3h。

11.按照權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于：步驟（2）中所述有機溶劑為苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、環己酮、碳酸丙烯酯中的任一種；步驟（2）中所述助劑為羥胺類化合物和硝基苯類化合物，其中羥胺類化合物為二甲基羥胺、二乙基羥胺、二丙基羥胺、異丙基羥胺、二丁基羥胺、甲基乙基羥胺中的任一種；硝基苯類化合物為1,2-二硝基苯、1,3-二硝基苯、1,4-二硝基苯、1,3,5-三硝基苯中的任一種。

12.按照權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于：步驟（2）中所述洗滌操作為用步驟（2）中所述有機溶劑洗滌2～5次，步驟（2）中所述干燥為在40～60℃下干燥10～20h。