[發(fā)明專利]鉆井液用納米纖維-黃原膠復(fù)合物提粘提切劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910373198.0
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110157393B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張妍
• 申請（專利權(quán)）人: 濱州學院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 武學芹

鉆井液用納米纖維?黃原膠復(fù)合物提粘提切劑，由陽離子納米纖維素55～60％、分散劑13～15％、無機鹽6.5～11％、黃原膠18～20％構(gòu)成；本發(fā)明先將甘蔗殘渣烘干、粉碎、提純、強酸化、透析，制備出陽離子納米纖維；在此基礎(chǔ)上與黃原膠及無機鹽相結(jié)合，形成纖維和球狀天然聚合物的復(fù)合提粘提切劑，二者具有一定的協(xié)同作用，能同時提高鉆井液的粘度和切力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液用納米纖維-黃原膠復(fù)合物提粘提切劑及制備方法。

背景技術(shù)

鉆井過程中，鉆遇很多復(fù)雜地層，加入鉆井液的目的主要是攜帶碾碎的巖屑，其次，可以有效潤滑和冷卻鉆具，加快鉆井速度。但是，如果鉆井液的粘度不足，則會導致鉆屑攜帶能力不足，導致機械鉆速降低；在修井或者其他非作業(yè)時間內(nèi)，如果鉆井液的懸浮能力不足，則會導致鉆井液中的固相，特別是重晶石和鉆屑快速沉降到井眼底部，導致起下鉆困難，有時甚至導致埋鉆具事故的發(fā)生。因此，應(yīng)該保持鉆井液具有足夠的粘度和切力，使其在鉆井過程中有效攜帶鉆屑，在靜置時保持足夠的懸浮力，保持鉆井液的性能穩(wěn)定。為了提高鉆井液粘度和切力，一般在鉆井液中加入黏土，黏土水化后，會形成一定的卡房式結(jié)構(gòu)，從而提高鉆井液的粘度和切力。但是，如果黏土含量過高，則會引起起下鉆困難，泵壓過高等問題。而且，在儲層中鉆進時，為了減少對儲層的傷害，盡量減少黏土等亞微米固相顆粒的含量，因此，有可能采用低固相或者無固相鉆井液來鉆井，此時黏土含量受到了嚴格控制。此時，需要提高鉆井液的粘度和切力，需要加入抗高溫聚合物，聚合物在鉆井液中伸展、膨脹，相互纏繞，從而提高鉆井液的液相粘度，然而，由于其結(jié)構(gòu)較弱，大多數(shù)的聚合物對鉆井液切力貢獻不大，王棟等(無固相鉆井液抗高溫增粘劑WTZN的研究與應(yīng)用，特種油氣藏，2005,12(2))從兩種乙烯單體出發(fā)，加入引發(fā)劑，合成出抗高溫增粘劑WTZN，在甲酸鹽中的表觀粘度可增加至30mPa.s，抗溫至150℃，但是其動切力只有6Pa，切力過小，對鉆屑的攜帶和懸浮作用不夠。田發(fā)國等人(鉆井液增粘提切劑YF-01的研制，精細石油化工進展，2009,10(3))采用AM/AMPS/DMDAAC三單體，通過自由基聚合合成出增粘提切劑YF-01，該聚合物可將鉆井液的表觀粘度從56mPa.s提高至211mPA.s，初切力從4.078Pa提高至12.365Pa，終切力從4.699Pa提高至13.897Pa，取得了一定效果。張領(lǐng)宇等人(鉆井液用超分子增黏提切劑-ZJA的研發(fā)與評價，現(xiàn)代化工，2016，36(1))采用超分子和高分子化學的原理，通過復(fù)合引發(fā)研發(fā)了AM/AMPS/DMDAAC三元共聚物，4％淡水基漿的表觀黏度從9.0mPa.s提高到30.5mPa.s，動塑比從0.5mPa.s提高到1.77mPa.s，但其懸浮能力還是不足。最近，張縣民等人(無土相水基鉆井液超分子增黏提切劑的研制，特種油氣藏，2017，24(2))采用

AM/AMPS/DAC/S四種單體，采用K₂S₂O₈和NaHSO₃復(fù)合引發(fā)劑引發(fā)，再加入一定量的CTAB，合成出陽離子四元共聚物CZN，這種聚合物具有一定的剪切稀釋性。綜上，在目前所有的增粘提切劑都是三元或者四元共聚物，但這些共聚物的共同特點是具有較好的提粘作用，但提切作用有限，而且抗溫能力有限，一般僅能抗溫至150℃。

黃原膠是一種漢生膠，黃單胞多糖，一般經(jīng)由好氧野油菜黃單胞菌發(fā)酵而成，在鉆井液中主要用作增稠劑，但是由于其自身的抗溫性和抗鹽性較差，使其應(yīng)用受到限制。

納米纖維是一種新型的纖維材料，主要來源于木材、植物、海洋生物、