[發明專利]一種防塌減阻劑及其生產工藝

有效

• 申請號: 202011475934.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112552884B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 盧長征;李新來
• 申請（專利權）人: 濟源市宏鑫實業有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/03;C08F220/56;C08F220/38;C08F220/18;C08F220/58;C01B32/05
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本發明涉及石油鉆井助劑技術領域，具體公開了一種防塌減阻劑及其生產工藝。本申請的防塌減阻劑，主要由如下重量份數的原料制成：瀝青20?30份、木質素磺酸鈉5?10份、表面活性劑10?20份、聚合物添加劑20?35份；所述聚合物添加劑主要由聚合單體A、聚合單體B、引發劑按照質量比10?15:10?20:0.1?0.5混合反應制得；聚合單體A為丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、月桂酸丙烯酸酯、2?乙基丙烯酸、羥基丙烯酸中的至少一種；聚合單體B為2?丙烯酰氧基?2?甲基丙基磺酸、2?丙烯酰胺基?2?甲基丙基磺酸中的至少一種。本申請的防塌減阻劑具有良好的減阻性能和耐高溫剪切性能。

技術領域

本發明涉及石油鉆井助劑技術領域，更具體地說，涉及一種防塌減阻劑及其生產工藝。

背景技術

隨著油氣資源的不斷開發，當前的油氣資源開采的深度也越來越深，容易使油氣井鉆遇松散、破碎等復雜地層。這些地層膠結性差，孔壁薄，很容易在受到外力影響時發生坍塌掉塊。在這種地質條件下鉆井時，通常會在沖洗液中加入防塌劑或防塌減阻劑，起到粘結和護壁作用。常用的防塌材料有瀝青材料、硅酸鹽材料等，其中瀝青材料可以在一定溫度下軟化變形，具有較好的防塌性能，而且成本非常低，是一種較為理想的防塌材料。但是，在加入沖洗液中后，由于瀝青在通常情況下具有較高的軟化點和粘度，不易進行分散，且容易降低沖洗液的潤滑系數。因此，在具體使用時，往往采用瀝青材料與其他材料配合組成防塌減阻劑。

申請公布號為CN108659799A的中國發明專利申請公開了一種鉆井液用防塌封堵劑陽離子改性瀝青，由下述重量配比的原料制成：石油瀝青粉45-65份、高沸點溶劑油25-40份、改性劑5-10份、表面活性劑3-8份、阻粘劑1-3份，其中改性劑為油溶性酚醛樹脂、石油樹脂中的一種或兩種，表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或兩種，阻粘劑為聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素鈉、預糊化淀粉中的一種或幾種。這種防塌封堵劑陽離子改性瀝青中加入了高沸點溶劑油，對瀝青的軟化點有降低作用。

針對上述相關技術，發明人認為，這種防塌封堵劑陽離子改性瀝青的耐高溫剪切性能較差。

發明內容

為了提高減阻劑的耐高溫剪切性能，本申請提供一種防塌減阻劑及其生產工藝。

第一方面，本申請提供一種防塌減阻劑，采用如下技術方案：

一種防塌減阻劑，主要由如下重量份數的原料制成：瀝青20-30份、木質素磺酸鈉5-10份、表面活性劑10-20份、聚合物添加劑20-35份；

所述聚合物添加劑主要由聚合單體A、聚合單體B、引發劑按照質量比10-15:10-20:0.1-0.5混合反應制得；聚合單體A為丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、月桂酸丙烯酸酯、2-乙基丙烯酸、羥基丙烯酸中的至少一種；聚合單體B為2-丙烯酰氧基-2-甲基丙基磺酸，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸中的任意一種。

通過采用上述技術方案，本申請的防塌減阻劑中除了瀝青材料，還加入了木質素磺酸鈉，能夠與瀝青配合得到軟化點極低的復合材料，并能利用木質素磺酸鈉，提高瀝青材料在水相中的分散效率。聚合物添加劑采用兩類不同的聚合單體進行聚合反應得到，在生成的聚合物中，含有磺酸基、酰基或酯基等多種基團，能夠在水相中良好分散，還能夠與瀝青具有較好的結合能力，進一步提高了最終制得的防塌減阻劑的抗剪切性能。

優選的，所述原料還包括3-6重量份的生物炭，所述生物炭由小麥秸稈或玉米秸稈熱解得到。

通過采用上述技術方案，在防塌減阻劑中還加入了生物炭，生物炭由作物秸稈熱解制得，顆粒較小，通過試驗發現，這種生物炭混合在防塌減阻劑中能夠明顯降低瀝青的軟化點，使防塌減阻劑注入地層后具有良好的耐高溫剪切性能。

優選的，所述生物炭由小麥秸稈或玉米秸稈在400-600℃保溫6-8h熱解得到。