[發明專利]一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110357835.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113150754B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 林凌;羅云翔;劉洪吉;余文可;李鑫;古晗
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/035;C08F220/56;C08F220/58;C08F226/10;C08F212/14
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 胡石開

本發明提供了一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑及其制備方法，涉及油田化學技術領域，本發明的降濾失劑是由包含丙烯酰胺、N?乙烯基吡咯烷酮、2?丙烯酰胺基?二甲基丙磺酸、兩性離子單體的原料在引發劑作用下共聚生成，兩性離子單體為N,N?二甲基?N?(3?磺基丙基)?4?乙烯基芐基銨內鹽、N,N?二乙基?N?(3?磺基丙基)?4?乙烯基芐基銨內鹽、N,N?二甲基?N?(3?磺基丁基)?4?乙烯基芐基銨內鹽、N,N?二乙基?N?(3?磺基丁基)?4?乙烯基芐基銨內鹽中的一種或多種。本發明的濾失劑中兩性離子單體含有數量相等的季銨陽離子與磺酸基，此外還還有剛性基團苯環，使得本發明降濾失劑抗溫、抗鹽性能好，抗溫達到230℃、抗鹽達到飽和氯化鈉36％。

技術領域

本發明涉及油田化學技術領域，尤其涉及一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑及其制備方法。

背景技術

隨著石油資源的缺乏，目前鉆井工作主要為深井與超深井鉆井，在鉆井工作中常常面臨高溫高鹽的惡劣環境，嚴重破壞鉆井液的性能。高溫高鹽導致聚合物處理劑發生降解、去水化等破壞作用，嚴重影響鉆井液流變性能，使鉆井液造壁性變差，濾失量增大，增大鉆井難度，增大鉆井工程安全風險。降濾失劑（filtrate reducer）是一種可以應用于油田鉆井過程中的、并且可以有效減小濾失量的處理劑，是鉆井液處理劑中的關鍵材料。目前對聚合物降濾失劑的研究主要集中于提高其抗溫抗鹽能力。

目前在鉆井過程中使用的處理劑很多，其中核心處理劑降濾失劑大部分性能都無法滿足當前深井鉆井的需求。現場應用發現，當前常用降濾失劑大部分應用于180℃以下，當井底溫度大于200℃時降濾失效果明顯下降。為了滿足鉆井需求則會增加降濾失劑用量，增大鉆井成本。當前鉆井使用的高性能降濾失劑Driscal-D、Dristemp等均為進口產品，成本較高，國內常用的三磺體系抗溫抗鹽性能較差。

發明內容

針對上述問題，本發明的一個目的是提供一種抗溫抗鹽性能良好的的水基鉆井液用降濾失劑，為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑，由包含丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和兩性離子單體的原料在引發劑作用下經共聚反應生成。

所述丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸摩爾比為8:2～4；所述丙烯酰胺與N-乙烯基吡咯烷酮的摩爾比為8:1～2；所述丙烯酰胺與兩性離子單體摩爾比為8:0.5～1.8。

所述降濾失劑的分子量為3～300萬，其結構式如下：

式中，R為兩性離子單體；a、b、c、d為自然數；

所述的兩性離子單體為N, N-二甲基- N-(3-磺基丙基) -4-乙烯基芐基銨內鹽、N, N-二乙基- N-(3-磺基丙基) -4-乙烯基芐基銨內鹽 、 N, N-二甲基- N-(3-磺基丁基)-4-乙烯基芐基銨內鹽、N, N-二乙基- N-(3-磺基丁基) -4-乙烯基芐基銨內鹽中的一種或幾種按任意比例的復配物。其采用《Structural Dependence of Salt-ResponsivePolyzwitterionic Brushes with Anti-polyelectrolyte Effect》（DOI:10.1021/acs.langmuir.7b03667）論文中的方式制備，結構式如下：

其中，（1）為N, N-二甲基- N-(3-磺基丙基) -4-乙烯基芐基銨內鹽的機構式；（2）為N, N-二乙基- N-(3-磺基丙基) -4-乙烯基芐基銨內鹽的結構式；（3）為N, N-二甲基-N-(3-磺基丁基) -4-乙烯基芐基銨內鹽的結構式；（4）位N, N-二乙基- N-(3-磺基丁基) -4-乙烯基芐基銨內鹽的結構式。