[發明專利]鉆井液用包被劑及其微乳制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911246494.0
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110684514A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王學會;周奎三;許楠;田雨;周西臣;周迎梅;石會龍
• 申請（專利權）人: 東營市金美化工有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/24;C08F220/56;C08F220/06
• 代理公司: 37256 青島清泰聯信知識產權代理有限公司
• 代理人: 張潔

本發明提出一種鉆井液用包被劑及其微乳制備方法和應用，屬于油田化學處理劑領域，能夠解決目前聚合物類包被劑溶解困難，易形成“魚眼”或結塊，費時費力的問題。該技術方案首先將丙烯酸與氫氧化鉀混合，吸附過濾后加入乙二胺四乙酸二鈉溶液，再加入丙烯酰胺制得混合液；然后在乳化反應釜中加入白油與司盤，混合均勻后滴加混合液進行乳化；乳化完畢后加入引發劑進行聚合，至反應結束放料。該包被劑溶解速度快、效率高、使用效果好；作為鉆井液添加劑使用時，現場配置方便，劣質固相不易分散，易清除，保證了低固相鉆進，提高了機械鉆速，實現了優快鉆井。

技術領域

本發明屬于油田化學處理劑領域，尤其涉及一種鉆井液用包被劑及其微乳制備方法和應用。

背景技術

目前，在油田鉆井過程中所使用的包被劑一般為固態粉劑，其生產成本高、溶解性能差、溶解時間長、易結塊、效率低。隨著國內鉆井技術的發展，各種高難度井位不斷增加，傳統的固態包被劑已經很難滿足目前的需求。

在所有的包被劑中，聚合物包被劑在包裹鉆井巖屑的同時，還能夠快速吸附在井壁上，堵塞井壁的微小裂縫，起到加固井壁，防止鉆井液中濾液進入井壁的作用。使鉆屑處于包被劑水溶液的“海洋”中,包被劑吸附在鉆屑新井壁的表面,形成包被吸附水化層，延緩或阻止粘土成分的水化膨脹和分散，具有很好的潤滑性和彈性，阻止巖屑在上返過程中因摩擦碰撞造成的機械破碎與分散，阻止巖屑之間、巖屑與井壁之間的粘結。目前丙烯酰胺類包被劑依然是應用最為廣泛的聚合物包被劑，傳統的丙烯酰胺類包被劑功能單一，使用不便，效率較低。為了適應各種高難度井位的應用需求，提高工作效率，人們開發了多種以丙烯酰胺為基礎的多元聚合物包被劑。

專利申請CN104177542A與專利CN102863584B均公開了一種由丙烯酸鉀、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸經過自由基共聚而形成的三元聚合物包被劑，性能優良。但專利CN102863584B將原料液、白油、司盤等一起加入反應釜中，經高速攪拌形成乳狀液，再進行乳液聚合反應，上述采用一鍋法的方式易造成乳化不均勻、反應不徹底的現象，使聚合產物穩定性差，質量一般；專利申請CN104177542A采用一次性加入引發劑的工藝，反應迅速放熱，溫度難以控制，易出現局部爆聚現象。

發明內容

本發明針對上述聚合物包被劑生產過程中存在的反應不均勻、品質差的問題，提出一種品質好、價格低的鉆井液用包被劑及其微乳制備方法和應用。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種鉆井液用包被劑的微乳制備方法，包括以下步驟：

（1）向丙烯酸溶液中滴加氫氧化鉀溶液，至溶液pH值為8-9，滴加過程中保證反應溫度在40℃以下，滴加完畢后加入活性炭，充分吸附后濾除活性炭，加入絡合劑乙二胺四乙酸二鈉溶液，再加入丙烯酰胺溶液，充分攪拌，得到混合液；

（2）將白油和司盤混合后攪拌均勻，在氮氣保護下滴加步驟（1）中的混合液，邊滴加邊攪拌，控制反應溫度在25-35℃，滴加完畢后充分攪拌，然后升溫至48-51℃，檢查是否拔絲，若不拔絲繼續升溫，并不斷檢查拔絲情況，直至溫度升至52-54℃；

（3）開始拔絲時，向反應體系中滴加引發劑引發聚合反應，反應開始后，反應體系的溫度會隨之升高1-2℃，待反應體系的溫度降至開始拔絲時的溫度后繼續滴加引發劑，每5-10分鐘滴加1次引發劑，并將反應體系的溫度始終控制在45-60℃；至滴加引發劑后反應體系的溫度保持不變，則反應完畢，停止滴加引發劑，并將反應體系的溫度升至65-75℃，充分穩定后冷卻至室溫，放料。

其中，按重量份數計，所述丙烯酸溶液與丙烯酰胺溶液的比例為（10-15）：（25-30），以丙烯酸溶液為基準，與其他輔劑的比例為：丙烯酸溶液：活性炭：乙二胺四乙酸二鈉溶液：白油：司盤為（10-15）：（1-2）：（1-2）：（15-20）：（1-2）。