[發明專利]一種環保型抗高溫耐鹽鈣改性天然高分子降濾失劑

有效

• 申請號: 202010001576.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111171796B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王富華;孫希騰;王路一;張衛東;王志遵;于敦源;鞠加鑾
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;東營明德石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發明涉及一種環保型抗高溫耐鹽鈣改性天然高分子降濾失劑。其技術方案是：包括以下組分制成，按質量百分比：改性淀粉20%?30%、部分水解聚丙烯酰胺3%?8%、檸檬酸鋁3%?5%、超細碳酸鈣10%?20%、余量為水。有益效果是：本發明針對高溫深井鉆井的井下復雜情況，特別是鹽水層、鹽巖層、鹽膏層、膏泥層，需要配制抗高溫耐鹽鈣的鉆井液體系，其中能夠有效降低鉆井液濾失量，提高鉆井液造壁能力的抗高溫耐鹽鈣降濾失劑是關鍵；本發明制備的產品降濾失效果突出，造壁性強，抗溫高達150℃以上，耐鹽至飽和，抗0.5%的CaCl₂。該產品與其它處理劑配伍性好，無毒環保，還可用作鉆井液油氣層保護材料。

技術領域

本發明涉及一種鉆井液完井液用降濾失劑，特別涉及一種環保型抗高溫耐鹽鈣改性天然高分子降濾失劑。

背景技術

鉆井液是在石油鉆井過程的工作液。濾失造壁性是鉆井液最基本的性能之一。影響濾失造壁性的主要因素是鉆井液濾餅的質量。高質量的濾餅具有厚度薄、致密性好、韌性高、潤滑性好的特點，濾餅的可壓縮性大小是決定濾餅質量的關鍵，組成濾餅顆粒的束縛水含量是影響濾餅可壓縮性的重要因素。因此，鉆井液濾失造壁性調控的關鍵在于保持鉆井液中含有一定量的可充分水化的微細顆粒，在水基鉆井液中這種微細顆粒一般為黏土顆粒，黏土顆粒的水化一般是靠吸附在黏土顆粒表面的降濾失劑來調節。鉆井液在高溫、高鹽條件下，降濾失劑在鉆井液中的水化作用大幅度減弱，溶解性降低，進而在黏土顆粒表面的吸附作用減弱，黏土顆粒表面的去水化作用隨之增強，黏土顆粒表面的水化層變薄，從而導致泥餅的束縛水含量降低，泥餅的可壓縮性減弱，最終使得泥餅致密性變差、濾失量增加，鉆井液濾失造壁性惡化，影響鉆井施工的正常進行。

目前，抗高溫的降濾失劑（如褐煤樹脂類產品）抗鹽鈣能力差，而耐鹽鈣的降濾失劑（如常規改性淀粉產品）抗溫性能不高；另外，既能抗高溫又能抗鹽鈣的降濾失劑（如改性瀝青產品）毒性高，環保性能差，嚴重制約了高溫深井高鹽條件下鉆井施工的正常進行。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種環保型抗高溫耐鹽鈣改性天然高分子降濾失劑，該產品制備工藝簡便，成本適中，具有良好的抗高溫耐鹽鈣性能，既能改善鉆井液的濾失造壁性，也能有效保護油氣產層，產品安全無毒，符合環保要求。

本發明提到的一種環保型抗高溫耐鹽鈣改性天然高分子降濾失劑，其技術方案是：包括以下組分制成，按質量百分比：

改性淀粉20%-30%、部分水解聚丙烯酰胺3%-8%、檸檬酸鋁3%-5%、超細碳酸鈣10%-20%、余量為水。

優選的，上述改性淀粉為市售預膠化淀粉、羧甲基淀粉、羥丙基淀粉、陽離子淀粉中的一種或兩種以上混合物。

優選的，上述部分水解聚丙烯酰胺為鉆井液用增黏劑或絮凝劑，相對分子質量為300萬-500萬，水解度在20%-40%范圍內。

優選的，上述檸檬酸鋁為交聯劑產品。

優選的，上述超細碳酸鈣為市售鉆井液用油氣層保護劑，粒徑范圍為400目-1200目范圍。

優選的，上述水為去離子水或蒸餾水或飲用自來水

優選的，本發明的制備方法包括以下步驟：

（一）首先，將部分水解聚丙烯酰胺在捏合機中用適量水溶解配制成溶液；

（二）再將改性淀粉加入步驟（一）配制的溶液中，充分攪拌分散溶解均勻；

（三）將步驟（二）的物料升溫至40℃~50℃后，保持溫度，在攪拌狀態下加入超細碳酸鈣；

（四）升高溫度至50℃~60℃，在攪拌狀態下逐漸滴加檸檬酸鋁，控制滴加時間20~30min；

（五）升溫至60℃~70℃，繼續攪拌30min~60min出料；