[發明專利]一種納米封堵劑改性縮酮及其制備方法和油田鉆井液

在審

• 申請號: 201910735444.2
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110423597A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 姚少全
• 申請（專利權）人: 北京培康佳業技術發展有限公司
• 主分類號: C09K8/32
• 分類號: C09K8/32;C08G79/04;C07F9/09;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 孫艷敏

本發明公開了一種納米封堵劑改性縮酮及其制備方法和油田鉆井液，該改性縮酮由乙酰乙酸乙酯乙二醇縮酮、氯乙酸鈉和氫氧化鈉經羥甲基化反應后再經交聯劑交聯，即可得到納米級粒徑尺寸的納米封堵劑改性縮酮。制備方法簡單，反應過程無需氮氣保護，加入各原料反應后所得產物直接冷卻即可，無需加熱干燥。流動性好，封堵地層微裂縫尤其是納米級微裂縫效果顯著，加入油田鉆井液中，可有效改善泥餅，穩定井壁，防止垮塌。

技術領域

本發明涉及油田鉆井液材料技術領域，具體涉及一種油田鉆井液用納米封堵劑改性縮酮NAX50及其配制的油田鉆井液。

背景技術

面對石油天然氣勘探開發過程中日益復雜的地質條件，對井壁的穩定性提出了更高的要求，在鉆井過程中，鉆井液濾液在壓差作用下容易通過微小孔隙進入地層內部，水力壓力在微裂縫中的傳遞作用造成裂縫發展，使得井壁穩定性變差，嚴重時帶來井壁垮塌等鉆井事故。所以，需要在鉆井液中加入封堵劑，以改善泥餅質量，封堵地層微裂縫，穩定井壁。地層微裂縫的產生，往往是從納米級微裂縫開始，在水化、壓力傳遞等物理化學因素作用下發展而成的，所以在納米微裂縫開始產生時進行有效封堵，封堵防塌效果最佳。

目前常規封堵劑多為改性瀝青類，包括磺化瀝青與乳化瀝青，這些瀝青類封堵劑粒子粒徑多處于微米級及微米級以上，粒徑較大難以對納米級微裂縫進行有效封堵，當初始產生的納米級微裂縫不能及時封堵時，微裂縫發展長大導致地層強度變差，即使之后有大小匹配的粒子封堵，封堵效果依然很差，不能有效封堵防塌。油田鉆井，尤其是頁巖氣鉆井，其初始裂縫多為納米級(1～100nm)，這就要求有納米級封堵劑封堵微裂縫以保持井壁穩定，為此，我們開發出了一種納米封堵劑改性縮酮。

發明內容

本發明的目的是提供一種流動性好、封堵地層微裂縫尤其是納米級微裂縫效果顯著的納米封堵劑改性縮酮。

本發明提供的納米封堵劑改性縮酮，結構式如下：

本發明還提供了上述納米封堵劑改性縮酮的制備方法，步驟為：

將乙酰乙酸乙酯乙二醇縮酮溶解于乙醇中，加入氯乙酸鈉、氫氧化鈉和水，在攪拌狀態下加熱至90～100℃，反應3～4h后，再加入交聯劑繼續反應3～4h，即可得到納米級粒徑尺寸的納米封堵劑改性縮酮。

反應式如下：

第一步，羧甲基化反應，以乙醇為溶劑：

第二步，交聯反應：

優選的，上述制備方法中，按重量份數計，各原料用量為：

優選的，上述制備方法中，所述乙酰乙酸乙酯乙二醇縮酮、乙醇、氯乙酸鈉、氫氧化鈉均為工業優級產品。

優選的，上述制備方法中，所述交聯劑為三偏磷酸鈉和/或磷酸氫二鈉。

優選的，上述制備方法中，所述三偏磷酸鈉和/或磷酸氫二鈉為工業優級產品。

本發明還提供了一種油田鉆井液，含有上述納米封堵劑改性縮酮。

優選的，上述油田鉆井液中，以鉆井液的淡水用量為基數，其納米封堵劑改性縮酮的含量為1wt％～5wt％。

優選的，上述油田鉆井液中，配方為：以淡水用量為基數，分別加入0.3％Na₂CO₃、1.5％Visco1、4％Redu2、3％白瀝青、3％聚合醇、50％Weigh2、30％Weigh3和1～5％納米封堵劑改性縮酮。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：