[發明專利]一種抗高溫聚合物鉆井液

在審

• 申請號: 202210333015.4
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114774091A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 白楊;柳新國;李文哲;張婧;代鋒;李道雄;吳凌風;曾光
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/24;C08F220/58;C08F220/56;C08F212/14
• 代理公司: 成都其知創新專利代理事務所(普通合伙) 51326
• 代理人: 王沙沙

本發明公開了一種抗高溫聚合物鉆井液，包括以下重量份的組分：水100份、膨潤土2?10份、碳酸鈉0.2?1.0份、氫氧化鈉0.01?0.3份、包被劑FA?3670.2?4份、降濾失劑1?5份、降粘劑0.5?5份、封堵劑0.5?2.2份、重晶石10?60份。所述降濾失劑由2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸、丙烯酰胺及4?苯乙烯磺酸鈉在55?65℃聚合而成。本發明提供的聚合物鉆井液的制備方法，包括基漿配制、聚合物制備和鉆井液配制。本發明的鉆井液在高溫高壓環境下具有很好的流變性和適宜的濾失量，能解決聚合物在高溫高壓情況下，降低鉆井液濾失量，絮凝、潤滑效果差的問題。

技術領域

本發明涉及鉆井液技術領域，尤其是一種抗高溫聚合物鉆井液。

背景技術

鉆井液是油氣鉆探過程中鉆井工程的重要組成部分，鉆井液的性能極大的影響了鉆井速度、質量以及成本，因而鉆井液對于快速、安全、低成本的鉆井工程意義重大。

鉆井過程中由于地溫梯度的存在，隨著鉆井深度的增加井底溫度也會逐漸增高，地層壓力也會隨著井深的增加不斷加大，正常情況下在井深超過6000m，井底溫度可以達到200℃以上，地層壓力達到63MPa，高溫高壓下鉆井液中的處理劑、降粘劑等成份的性能會發生較大變化，油基鉆井液雖然受到溫度和壓力影響較小，但是污染性強，因而高溫高壓水基鉆井液是深井鉆探的主要研究方向。水基鉆井液主要由水、處理劑、降粘劑等組成，其性能的好壞與處理劑、降粘劑等的各種物質的成份及配比關系密切。隨著水基鉆井液技術的不斷進步，其間形成了以丙烯酰胺、丙烯酸多元共聚物為代表的聚合物類處理劑，并形成了相應的聚合物鉆井液體系，從而促進了鉆井液工藝技術的進步。從20世紀80年代應用至今，聚合物類處理劑的抗溫性能一直不是很理想，尤其是在高溫復合鹽的情況下，降低鉆井液濾失量的能力較差，這就使聚合物顯示出了其特有的局限性。因此，急需一種能抗高溫聚合物處理劑，可以在高溫條件下，降低鉆井液濾失量，絮凝、潤滑效果差的問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有鉆井液耐溫性差，聚合物在高溫高壓情況下，降低鉆井液濾失量，潤滑效果差的問題，提供一種抗高溫聚合物鉆井液。

本發明提供的抗高溫聚合物鉆井液，包括以下重量份的組分：

水100份、膨潤土2-10份、碳酸鈉0.2-1.0份、氫氧化鈉0.01-0.3份、包被劑FA-3670.2-4份、降濾失劑1-5份、降粘劑0.5-5份、封堵劑0.5-2.2份、重晶石10-60份；

所述降濾失劑由以下方法制備：

(1)在氫氧化鈉水溶液加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，攪拌，獲得溶液；

(2)在-8-2℃下，將丙烯酰胺及4-苯乙烯磺酸鈉加入步驟(1)的溶液中并攪拌，水浴加熱升溫至55-65℃后，加入引發劑，持續通氮氣并攪拌2-4h，得到復合物，將復合物加入丙酮溶液中萃取并放置2-4h，過濾得到固體；將固體加入甲酰胺和乙酸的1：1混合物中純化并放置2-4h，過濾后得到聚合物，在45-55℃的真空中干燥12h，即得聚合物固體降濾失劑。

所述抗高溫聚合物鉆井液，制備方法如下：

(1)將膨潤土、碳酸鈉依次加入水中攪拌1h，靜置24h，得到基漿；

(2)在高速攪拌條件下依次將包被劑FA-367、降粘劑、封堵劑、加重劑加入到基漿中，混合均勻后，加入降濾失劑，攪拌使完全混合；用氫氧化鈉調節溶液pH為9-11，得到抗高溫聚合物鉆井液。

所述降粘劑為兩性離子聚合物降粘劑JN-1、低聚物降粘劑XB-40、復合離子型聚合物降粘劑PSC90-6中的一種或幾種。

所述封堵劑為單項壓力封堵劑DF-1、磺化瀝青FT-1中的一種或幾種。