[發明專利]一種鹽響應型抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010801497.2
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112011318B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 孫金聲;常曉峰;呂開河;劉敬平;黃賢斌;王金堂;白英睿;金家鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C08F292/00;C08F220/54;C08F220/34;C08F220/58
• 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

本發明提供一種鹽響應型抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法與應用，所述降濾失劑包括如下質量份數的原料制備得到：N,N?二甲基丙烯酰胺2?40份，甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨2?20份，2?丙烯酰胺?2?甲基丙烷磺酸2?20份，納米氧化物4?8份，硅烷改性劑1.0?1.5份，引發劑0.3?0.4份。本發明鹽響應型兩性離子聚合物具有特殊的抗聚電解質效應和對鹽的正響應，它從本質上實現了“抵抗鹽”到“鹽響應”的轉變，在本質上與鹽相容；所得降濾失劑具有優異的耐鹽、耐溫性以及降濾失性能，并同時具有剪切稀釋性。

技術領域

本發明涉及一種鹽響應型抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法與應用，屬于石油勘探開發領域中的鉆井液降濾失劑技術。

背景技術

隨著常規油氣資源的逐漸衰竭，重油、油砂、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等非常規油氣資源日益成為開發的熱點。我國深層油氣資源分布范圍廣、儲量大，將成為緩解我國能源供需矛盾的主要后備能源。我國深部儲層(塔里木、四川、渤海灣等)普遍深度超過6000m，最深近9000m，井底溫度180～260℃。超深井具有溫度壓力高、地質條件復雜(大多存在鹽膏層)、同一裸眼井段存在多套壓力層系等特點，鉆探過程中的目標地層多含有破碎、裂縫以及溶洞等復雜結構，鉆井作業過程中往往會引發十分嚴重的井漏問題，這會嚴重影響鉆井施工進度，提高作業成本，容易造成鉆井液漏失、儲層損害、井口坍塌、卡鉆以及井噴等多項問題，甚至對深層油氣開發造成重大影響。

水基鉆井液是一種以水為分散介質，以粘土(膨潤土)、加重劑及各種化學處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系；其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學處理劑等。水基鉆井液的發展基本經歷了五個階段，即天然鉆井液、細分散鉆井液、粗分散鉆井液、不分散低固相鉆井液、無固相鉆井液、聚合物鉆井液階段等。在鉆井液化學處理劑中，降濾失劑用量大、種類繁多，主要為天然材料及其改性產物和合成聚合物類。天然材料及其改性產物包括淀粉、纖維素、植物膠、黃原膠及其衍生物；合成聚合物類主要以酚類單體與醛類單體縮聚的酚醛樹脂、乙烯丙烯類單體反應物為主；在特定的情況下，超細碳酸鈣、陶瓷粉灰等無機化合物可以進行復配作為降濾失劑。

對于上述超深井，急需一種耐高溫、抗鹽的降濾失劑以適應超深井的開采。現有降濾失劑聚合物分子鏈高溫條件下易發生熱降解而失效，致使其耐高溫性差。傳統鉆井液降濾失劑抗鹽性差，其主要原因是聚電解質效應，即聚合物分子鏈在水中伸長，而在鹽水中收縮，從而在鹽水中溶解性變差，失去降濾失性能。降低聚電解質效應是提高降濾失劑聚合物在水基鉆井液中抗鹽性的有效途徑。鉆井液中使用的常規添加劑通過引入強親水性基團(如磺酸基(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、對苯乙烯磺酸鈉等)和羧酸基)來保持鹽水鉆井液的水化和分散；這些添加劑可以暫時抵抗鹽的侵入，但它們與鹽根本上不相容；含鹽的水基鉆井液熱力學性質不穩定，在高溫高壓環境中很難保持穩定井壁、平衡地層壓力、攜帶巖屑和潤滑鉆具的性能。