[發明專利]一種中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液及其制備方法

有效

• 申請號: 201911423210.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113122200B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 楊倩云;王寶田;陳二丁;嚴波;趙紅香;楊華;李瓊
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/38
• 分類號: C09K8/38;C09K8/035;C09K8/42
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

1.一種中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于按照質量份包括：鉆井液用鈉膨潤土，0~3份；低分子量抗高溫穩泡劑，0.1~0.2份；泡膜密度減輕劑，1~2份；潤濕劑，0.1~0.2份；發泡劑，0.3~0.5份；磺酸鹽聚合物降濾失劑，0.1~0.5份；抗溫樹脂降濾失劑，2~3份；泡沫表面粘度調節劑，0.1~0.3份；堿性調節劑，0~0.1份；水，100份；所述的低分子量抗高溫穩泡劑按照重量份包括：非離子纖維素醚8份~12份、抗高溫單體2份~4份、疏水單體1份~3份、引發劑0.2份~0.5份、稀釋劑300份~350份、促溶劑0.5份~1.5份；其中，所述的非離子纖維素醚為羥乙基纖維素HEC、甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素中的一種；所述的抗高溫單體為苯乙烯磺酸鈉；所述的疏水單體為丙烯酸十八酯；所述的引發劑為過硫酸銨和叔丁醇鉀；所述的稀釋劑為乙酸異丙酯、二甲基亞砜、乙醇、乙酸丁酯、異丙醇、叔丁醇、正戊醇及其異構體、正己醇及其異構體中的一種或幾種混合物；所述的促溶劑為檸檬酸鈉、赤蘚糖醇、海藻糖中的一種或其混合物；其制備步驟如下：（1）將非離子纖維素醚加入到稀釋劑中，在惰性氣氛下，加熱至50℃~60℃攪拌10h ~16h至充分溶脹，用NaOH調節pH值在7~8，冷卻至室溫；在惰性氣氛下加入溶解于稀釋劑的抗高溫單體和疏水單體，攪拌均勻；然后緩慢滴加引發劑，混合均勻后通氮氣升溫至60℃~70℃，反應物開始出現白色渾濁后，持續反應6~8h，然后對反應液進行離心分離；（2）將分離所得固體產物，用乙醇洗滌2~3次，然后充分浸泡于無水乙醇中4~5h，再次離心分離；對第二次分離產物用乙醇洗滌1~2次后充分浸泡于無水乙醇中3~4h，然后離心分離；（3）對分離所得固體產物在25-35℃真空干燥箱中干燥6~8h，加入促溶劑，混合粉碎，在烘干設備中120℃~150℃熱處理3~10min，再經整粒、過篩，得到低分子量高溫穩泡劑。

2.根據權利要求1所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的低分子量抗高溫穩泡劑分子量在100~400萬g/mol之間。

3.根據權利要求2所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的泡膜密度減輕劑為輕吸水輕質的改性硬果殼植物纖維粉或改性礦物纖維粉中的一種或其混合物，粒徑0.2~0.8mm。

4.根據權利要求3所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的改性硬果殼植物纖維粉包括核桃殼粉、花生殼粉、椰殼粉中的一種或其混合物，所述的改性礦物纖維粉包括云母粉、膨脹石墨微粉、石棉纖維粉體中的一種或其混合物。

5.根據權利要求4所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的潤濕劑為非離子型，包括烷基酚聚氧乙烯醚或聚山梨醇酸酯中的一種或其混合物。

6.根據權利要求5所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的發泡劑為十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉中的一種或其混合物，混合物比值為十二烷基苯磺酸鈉：十二烷基硫酸鈉=2:1。

7.根據權利要求6所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述的抗溫樹脂降濾失劑為非增粘類抗高溫樹脂降濾失劑，為褐煤樹脂、磺化酚醛樹脂、腐殖酸鉀降濾失劑中的一種或其混合物。

8.根據權利要求7所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液，其特征在于，所述泡沫表面粘度調節劑包含羧甲基纖維素鈉鹽、聚陰離子纖維素、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素或黃原膠中的一種或其混合物。

9.一種如權利要求1-8任一所述的中高溫硬膠可循環泡沫鉆井液的制備方法，其特征在于：

（1）取清水100份，向其中加入低分子量抗高溫穩泡劑0.1~0.2份，低速攪拌1~2h；均勻分散溶解后加入潤濕劑0.1~0.2份，充分攪拌10~20min；加入泡膜密度減輕劑1~2份，充分攪拌5~10min，靜置2~4h保證其充分溶脹，形成抗溫硬膠基液；（2）取鈉膨潤土0~3份、堿性調節劑0~0.1份、磺酸鹽聚合物降濾失劑0.1~0.5份、發泡劑0.3~0.5份、抗溫樹脂降濾失劑2~3份和泡沫表面粘度調節劑0.1~0.3份混合均勻，邊攪拌邊加入抗溫硬膠基液（1）中，用低速強力攪拌器攪拌5~7h，形成中高溫硬膠可循環沫鉆井液或完井液。