[發明專利]抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111573397.X
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114181682A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 夏小春;陳緣博;王超群;王志永;陳霞;胡悅悅;宋曉偉;狄明利;劉喜亮;李自立
• 申請（專利權）人: 中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/12;C09K8/035;C08F220/58;C08F226/10;C08F222/38;C08F220/54;C08F220/06
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 高衛靜

本發明屬于鉆井技術領域，涉及一種抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑及其制備方法和應用。本發明的抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑，按摩爾份數計，由0?10份含酰胺基烯烴單體、5?40份含環狀內酰胺基烯烴單體、50?95份含磺酸基烯烴單體、0?40份含羧酸基烯烴單體及0.001?0.05份交聯劑共聚而成；其中，各單體的總摩爾份數為100份。本發明的抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑抗溫高達240℃，抗飽和氯化鈉、飽和甲酸鈉和57％以上甲酸鉀。

技術領域

本發明屬于鉆井技術領域，涉及一種抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑及其制備方法和應用，特別是高溫儲層鉆井液(高溫鉆井液)用抗高溫抗鹽交聯聚合物降濾失劑。

背景技術

鉆井液用降濾失劑是鉆井液中重要的添加劑之一，其主要通過在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾餅，降低鉆井液的濾失量，從而對井壁穩定、保護油氣層起著很重要的作用。

隨著石油勘探開發技術的不斷發展，鉆探深井和超深井的井次越來越多，井底溫度也越來越高，這對鉆井液降濾失劑的耐溫性能提出了更高的要求。

另一方面，鉆開高溫儲層的鉆井液(高溫鉆井液)不僅要求降濾失劑抗高溫，而且要求聚合物降濾失劑抗鹽(比如1.4g/cm³甲酸鉀鹽水基鉆井液其甲酸鉀鹽水質量百分比濃度約為57％)。

目前使用的降濾失劑有：改性纖維素類、改性淀粉類、樹脂類和聚合物類。纖維素類和淀粉類降濾失劑的抗溫性能差，其中纖維素類降濾失劑使用溫度一般低于140-150℃，淀粉類降濾失劑使用溫度一般低于120℃；褐煤樹脂和酚醛樹脂類降濾失劑雖然能抗一定的高溫，但是抗鹽性差；水解聚丙烯腈類降濾失劑也能抗一定的高溫(一般低于180℃)和抗鹽的能力，但是抗鈣能力較弱。人工合成聚合物類降濾失劑通過在聚合物分子結構中引入抗溫單體，抗溫能力能得到極大地提高。

大量文獻報道了人工合成的聚合物類降濾失劑的合成方法及其在鉆井液中的應用效果。

王中華等以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰胺(MAM)、二甲基丙烯酰胺(DMAM)、二乙基丙烯酰胺(DEAM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、二烯丙基二甲基氯化銨(DMDAAC)、2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基三甲基氯化銨(HNOPTA)、醋酸乙烯酯(VAC)等中的兩種以上單體共聚制備了不同分子結構線性聚合物。(王中華，鉆井液化學品設計與新產品開發[M].西北大學出版社，2006-11-1)

申請號為200910017000.1的中國發明專利公開了一種鉆井液用抗高溫防塌降濾失劑及其制備方法。為AM-AA-陽離子單體-亞甲基雙丙烯酰胺共聚而成，四種單體質量比為(5-10)∶(1-3)∶(0.5-2)∶(0.05-0.1)。

申請號為20091020694.4的中國發明專利公開了一種鉆井液用抗高溫聚合物類降濾失劑及其制備方法。該降濾失劑是一種由烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基季銨鹽反應生成的共聚物。

申請號為200910060168.1的中國發明專利公開了一種鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物類降濾失劑及其制備方法。為AM-AMPS-DMDAAC-SSS(苯乙烯磺酸鈉)四元共聚物，其單體摩爾比為(9-11)∶(3-4)∶(0.5-1.5)∶(1.0-1.5)。

申請號為200910311206.5的中國發明專利公開了一種抗高溫抗鹽鉆井液降濾失劑制備方法。由AM-AMPS-AA與檸檬酸鋁絡合共聚而成。

申請號為201110127803.X的中國發明專利公開了一種鉆井液降濾失劑。為AM、AMPS、NVP與甲醛、磺化褐煤和磺甲基化酚醛樹脂接枝共聚而成。

申請號為201110128127.8的中國發明專利公開了一種抗鹽抗高溫聚合物降濾失劑。為AM-AMPS-DMDAAC-AA四元共聚物，最佳單體質量配比為40:30:10:10。