[發明專利]水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑及其制備方法以及水基鉆井液和應用

有效

• 申請號: 201910596309.4
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110257025B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 鐘漢毅;高鑫;邱正松;沈廣成;李佳;湯志川;張倩;黃曦騰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/20
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發明屬于石油工程油田化學領域，公開了一種水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑及其制備方法以及水基鉆井液和應用。所述超高溫降濾失劑為β?環糊精經交聯反應后得到的產物滴加至含有油相與乳化劑的連續相中進行反應得到的；其為白色微球，粒徑為20?75μm，溶脹率為≥150％，抗溫能力≥180℃。本發明通過向鉆井液中加入環糊精微球，能有效封堵近井壁微孔隙，降低濾失量，以及對鉆井液的流變性影響相對較小，且經高溫老化后還能顯著降低鉆井液的濾失量。同時，制備環糊精微球的原料可再生，綠色環保，制備工藝簡單，在環保抗高溫高性能水基鉆井液中顯示出廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于石油工程油田化學領域，具體涉及一種水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑及其制備方法以及水基鉆井液和應用。

背景技術

近年來，隨著油氣資源開發逐漸向深層深地、非常規等領域拓展，深井、超深井等復雜井的數量逐漸增多。隨著井深的增加，地層溫度上升，高溫以及超高溫條件下鉆井液性能的穩定已成為制約深部地層油氣勘探和開發的技術瓶頸之一。其中，高溫高壓條件下鉆井液的濾失造壁性如果控制不當，往往引起卡鉆、井壁失穩、高摩阻和扭矩等一系列復雜事故。因此，深井超深井鉆井過程中的濾失性調控是鉆井液的關鍵性能之一。

降濾失劑作為水基鉆井液的最重要處理劑之一，對保證安全、快速、高效鉆井發揮著重要作用。其用量較大，種類繁多。目前針對不同地層溫度鉆井需求已開發出不同的降濾失劑種類，主要分為天然材料或天然材料改性產物與合成聚合物類。天然材料或天然材料改性產物包括腐殖酸、纖維素、木質素、淀粉類及其衍生物；合成聚合物主要是各種乙烯基單體多元共聚物和磺甲基化的酚醛樹脂。淀粉和纖維素衍生物類降濾失劑耐溫低于150℃，樹脂類降濾失劑的耐溫能力稍強，但也低于180℃，且抗污染能力有限。因此，應用于鉆探井底溫度超過180℃的水基鉆井液降濾失劑主要為人工合成的AMPS多元共聚物(由丙烯腈AN、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸AMPS和N,N’-二甲基丙烯酰胺DMAM聚合得到的)(夏小春，易勇，郭磊，等.鉆井液用耐高溫降濾失劑FRT-2的合成及性能研究[J].精細石油化工進展，2012,13(3)：7-9.)，但是人工共聚物生物毒性及生物降解性較差，且合成的聚合物中往往還殘留少許單體也會對環境造成影響。

因此，開發出環保型的抗高溫的降濾失劑成為目前研究的難點和重點。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的天然材料或天然材料改性產物類的降濾失劑耐溫低于150℃的缺陷，以及人工合成聚合物類降濾失劑具有毒性不環保的缺陷問題，提供一種水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑及其制備方法以及水基鉆井液和應用，本發明將環糊精微球作為水基鉆井液超高溫降濾失劑，不僅能夠顯著降低高溫超高溫條件下鉆井液的濾失量，保持薄而韌的濾失泥餅，同時鉆井液的流變性變化不大，另外，本發明利用環保易降解的環糊精作為原料，不但抗溫能力強，而且還環保。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供了一種水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑，其中，所述超高溫降濾失劑為在交聯劑存在的條件下，將糊化處理后的β-環糊精經交聯反應后得到的產物滴加至含有油相與乳化劑的連續相中進行反應得到的；其中，所述超高溫降濾失劑為白色微球，平均粒徑為20-75μm，吸水溶脹率為≥150％，抗溫能力≥180℃。

本發明第二方面提供了一種前述所述的水基鉆井液用環糊精微球超高溫降濾失劑的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

(1)將β-環糊精與堿性溶液進行糊化反應，再將糊化后的β-環糊精與交聯劑進行交聯反應得到分散相；

(2)將油相與乳化劑進行乳化反應得到連續相；

(3)將所述分散相滴加至所述連續相中進行反相乳液聚合反應；

(4)將步驟(3)得到的產物進行洗滌和干燥。