[發(fā)明專利]一種水基鉆井液用抗高濃度CaCl2增粘劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410419906.7
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104312549B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬誠;謝俊;呂躍濱;萬龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工集團公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C08F261/04
• 分類號: C08F261/04;C09K8/035;C08F251/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發(fā)明涉及一種水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑及其制備方法，屬油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)通式為：式中：M為可聚合高分子；N為可聚合單體。本發(fā)明增粘劑可以在120℃、CaCl₂濃度為25％的水溶液中保持良好的增粘性能，能夠解決CaCl₂水基鉆井液粘度控制能力差的問題。同時本發(fā)明原料、溶劑安全環(huán)保、制備工藝經(jīng)濟簡單，易于工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑及其制備方法，屬油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高濃度CaCl₂水基鉆井液(CaCl₂濃度可達到15％)既有利于對油氣層保護，又可以提供良好的井壁穩(wěn)定性，該體系在勝利油田、中原油田、長城公司鉆井液分公司得到廣泛應(yīng)用；國外Baroid鉆井液公司和雪佛龍?zhí)厥饣瘜W(xué)品公司應(yīng)用CaCl₂/聚合物鉆井體系很好的解決了井壁穩(wěn)定的問題。

高濃度CaCl₂條件下，膨潤土因水化率低而失去提粘切作用，同時廣泛使用的鉆井液增粘劑如羧甲基纖維素、聚丙烯酸鉀、80A51、PAC-141及FA-367等，由于Ca²⁺離子對其發(fā)生強烈的去水化作用而失效。CN1240795A、CN102372818A及CN102464761A 公開的抗溫抗鹽聚合物增粘劑，主要是通過丙烯酰胺類聚合物中引入磺化基團或疏水基團而得，抗Ca²⁺離子不超過1％，抗溫也低于100℃。專利申請20132051785.0一種油田用水溶性聚合物增粘劑是在120℃、濃度為15％的CaCl₂水溶液中保持良好增粘效果，但難以在更高CaCl₂濃度條件下實現(xiàn)對水基鉆井液的增粘作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對高濃度CaCl₂條件下水基鉆井液粘度控制能力不足的問題，提供一種水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑，同時提供了該水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑的制備方法。

一種水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑，其結(jié)構(gòu)通式為：

式中：x+y+z的取值范圍為2000～2600；a+b+c的取值范圍為2000～2600； M為可聚合高分子；N為可聚合單體。

水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將質(zhì)量比為1：20～25的聚乙烯醇：去離子水的原料投入到反應(yīng)器中，在溫度為70～90℃條件下攪拌溶解1～3h，得到無色透明的聚乙烯醇水溶液；

(2)向步驟(1)所得的聚乙烯醇水溶液中通氮氣除氧15～35min，于70～90℃溫度下加入引發(fā)劑，引發(fā)劑用量為聚乙烯醇水溶液質(zhì)量的0.05～0.2％，保溫攪拌5～15min，得到無色或淡黃色水溶液；

(3)配制可聚合高分子M與可聚合單體N的混合物A，其中可聚合高分子M與可聚合單體N質(zhì)量比為1：2～3；聚乙烯醇與混合物A的質(zhì)量比為1：2～3；

(4)保溫70～90℃，向步驟(2)所得溶液中加入混合物A，繼續(xù)攪拌均勻后，靜止反應(yīng)2～5h后得到膠狀物B；

(5)將步驟(4)所得膠狀物經(jīng)50～70℃下鼓風干燥、粉碎后，即得水基鉆井液用抗高濃度CaCl₂增粘劑。

所述的聚乙烯醇，其牌號為2099、2399、2488、2499或2699中的一種。

所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或硝酸鈰銨，

所述的引發(fā)劑也可以是過硫酸鉀-亞硫酸氫鉀或過硫酸銨-亞硫酸氫鈉。