[發明專利]一種環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑的制備方法

有效

• 申請號: 201911324934.X
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111138594B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 黃賢斌;孫金聲;呂開河;劉敬平;白英睿;王金堂;金家鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F220/56;C08F220/58;C08F226/02;C08F212/08;C08F220/14;C08F222/38;C09K8/035
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

本發明提供一種環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑的制備方法，包括步驟：將苯乙烯類單體、丙烯酸類單體、乳化劑MS?1水溶液混合乳化制備前聚乳液；將親水型單體、陽離子單體和乳化劑MS?1分散于水中，調節pH至6.5?8.5，然后加入苯乙烯類單體和丙烯酸類單體的混合單體混合乳化制備后聚乳液；前聚乳液中加入交聯劑1、引發劑1，分散均勻后進行反應；然后滴加后聚乳液，加入交聯劑2、引發劑2，分散均勻后繼續反應，經干燥、粉碎得到封堵防塌劑。本發明方法制備得到的封堵防塌劑為核殼結構，且無毒、環保性能好；具有優良的降濾失、封堵防塌性能，并且具有較好的抗溫性能，能夠實現對高溫地層的有效封堵防塌。

技術領域

本發明涉及一種環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑的制備方法，屬于石油工業的油田化學領域。

技術背景

鉆井液被稱為鉆井的“血液”，水基鉆井液是粘土粒子、多種化學劑在水中形成的復雜膠體-懸浮體多級分散體系，是油氣勘探開發中不可或缺的核心工程技術，直接影響鉆井安全與效率，是保證鉆井成功的關鍵。

鉆井液磺化材料，主要包括磺化瀝青、磺化褐煤、磺化酚醛樹脂、磺化單寧、磺化栲膠等，其抗溫性強，在深井、超深井以及高溫地層的鉆井過程中發揮了非常重要的作用。其中，磺化瀝青作為封堵防塌材料，含有磺酸基，易分散于水中，且可與巖石基質發生強吸附作用，當吸附在泥頁巖界面上時，可延緩泥頁巖顆粒的水化分散起到防塌作用；同時，磺化瀝青又能填充孔喉和裂縫起到封堵作用，并可覆蓋在泥頁巖界面，阻止鉆井液侵入地層。但是磺化瀝青色度高，環保性差；此外，磺化瀝青類材料的軟化溫度窗口窄，即溫度超過軟化點后容易變為流態，失去強度，不能夠有效封堵高溫地層。

近年來，為順應日益嚴格的環保形勢,一些油田陸續提出了鉆井液體系去磺化的要求，即要求鉆井液體系中不使用磺化材料。如今，對于深層、超深層高溫井，在不使用磺化材料的情況下，難以鉆井，鉆井事故頻發，主要表現為井壁坍塌、鉆井液濾失嚴重、卡鉆等等。常規的材料，包括聚合物材料，無法達到上述磺化材料的性能。如中國專利文獻CN108728057A公開了一種鉆井液用納米樹脂乳液封堵劑，原料包括丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯乙烯和乳化劑，該發明制備的封堵劑在鉆井時能對微小裂縫進行封堵，對井壁還能起到一定的承壓、防塌作用，但封堵性能欠佳，對高溫地層的封堵效果未涉及。

為了能夠解決上述問題,發明出一種新型的環保型抗高溫封堵防塌劑用于代替磺化材料，來滿足深井、超深井以及高溫井鉆井過程中工程作業的需要。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑的制備方法。本發明方法制備得到的封堵防塌劑為核殼結構，且無毒、環保性能好；具有優良的降濾失、封堵防塌性能，并且具有較好的抗溫性能，能夠實現對高溫地層的有效封堵防塌。

本發明的技術方案如下：

一種環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑的制備方法，包括步驟：

(1)將苯乙烯類單體和丙烯酸類單體混合得混合單體；然后將混合單體、乳化劑MS-1在水溶液混合乳化制備得到前聚乳液；

(2)將親水型單體、陽離子單體和乳化劑MS-1分散于水中得乳液，調節pH至6.5-8.5得分散液；然后加入苯乙烯類單體和丙烯酸類單體的混合單體，混合乳化制備得到后聚乳液；

(3)向步驟(1)得到的前聚乳液中依次加入交聯劑1、引發劑1，分散均勻，在60-90℃條件下反應0.5-2h；然后滴加步驟(2)得到的后聚乳液，依次加入交聯劑2、引發劑2，分散均勻后在60-90℃條件下繼續反應2-5h，經干燥、粉碎制備得到環保型抗高溫水基鉆井液封堵防塌劑；所述交聯劑1為化學交聯劑和硅烷偶聯劑的混合物，所述化學交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺或水溶性酚醛樹脂，硅烷偶聯劑為KH550，KH560或KH570；所述交聯劑2和交聯劑1相同。