[發(fā)明專(zhuān)利]一種抗高溫的鉆井液稀釋劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210657753.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114891487A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石宏凌;伍零零
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都匯能恒源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/03
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/03;C09K8/035;C08F222/02;C08F220/56;C08F220/58
• 代理公司: 成都精點(diǎn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51338
• 代理人: 周建

本發(fā)明涉及鉆井液稀釋劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗高溫的鉆井液稀釋劑及其制備方法，稀釋劑包括以下原料：2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸、衣康酸和丙烯酰胺，這三者的摩爾比為2：3：3，以及改良劑和吸收劑。通過(guò)金屬納米粒子水分散液的特性將CO₂等酸性氣體進(jìn)行吸收活化以及催化轉(zhuǎn)化，在吸入CO₂的過(guò)程中，稀釋劑通過(guò)氯化鈣補(bǔ)充的鈣離子使其將被CO₂污染后的稀釋劑生成CaCO₃沉淀而將其除去，并且由于氫氧化鉀的成分，使得HCO₃^?轉(zhuǎn)變成CO₃^2?，使得改性后的聚合物稀釋劑具有耐酸堿的性能，承受力度更強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井液稀釋劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗高溫的鉆井液稀釋劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，中國(guó)石油和天然氣領(lǐng)域的研究不斷的深入探索和發(fā)，鉆井作業(yè)逐漸由淺層地層、簡(jiǎn)單地層向深層地層、復(fù)雜地層鉆探開(kāi)發(fā)，深井、超深井將是未來(lái)的勘探和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。在逐漸向深層地層進(jìn)行的鉆井勘探作業(yè)中，由于儲(chǔ)層埋藏得較深、地層壓力變大、巖性也變得更加的復(fù)雜，這些變化導(dǎo)致了鉆探作業(yè)實(shí)施困難且成本高時(shí)效低，更易導(dǎo)致發(fā)生事故。

目前，我國(guó)對(duì)深井和超深井鉆井液技術(shù)和工藝進(jìn)行了深入研究并取得了很大的發(fā)展，技術(shù)和工藝也越來(lái)越成熟安全，基本能滿(mǎn)足鉆井工程施工要求，但是超深井的鉆井工作除了面臨地層的復(fù)雜條件外還存在著很多問(wèn)題。

第一，鉆井液中的粘土顆粒在高溫的作用下會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)分散的現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)是水化分散。高溫分散會(huì)使粘土顆粒在水基鉆井液體系中的濃度增大，體系中粘土顆粒的增多使它們的比表面積增大，使水基鉆井液中的懸浮體增多。高溫加劇了水分子進(jìn)入未分散的粘土顆粒層間，使未水化粘土顆粒表面水化膨脹。影響高溫分散的因素主要有：粘土類(lèi)型、時(shí)間、溫度和化學(xué)環(huán)境等。高溫分散作用會(huì)使水基鉆井液發(fā)生高溫的增稠和膠凝。鉆井液的高溫增稠表現(xiàn)為在高溫作用下鉆井液的粘度、切力會(huì)增大；鉆井液的高溫膠凝則是在高溫作用下鉆井液?jiǎn)适Я肆鲃?dòng)性而形成凝膠，防止鉆井液在高溫下增稠和形成凝膠是保持鉆井液熱穩(wěn)定性的重要手段。

第二，已經(jīng)高度分散的粘土顆粒在高溫的作用下分散趨勢(shì)減緩，粘土顆粒的熱運(yùn)動(dòng)加劇，粘土顆粒碰撞的頻率增加，同時(shí)使水分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，降低了水分子在粘土顆粒表面或在極性基團(tuán)周?chē)ㄏ虻内厔?shì)，減弱了粘土顆粒的水化能力導(dǎo)致其外層的水化保護(hù)膜變薄，高溫聚結(jié)使粘土顆粒相互結(jié)合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使鉆井液動(dòng)切力增大。高溫分散使鉆井液中粘土顆粒密度增大，就會(huì)使形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度和強(qiáng)度增強(qiáng)。此外，高溫促使鉆井液處理劑在粘土顆粒表面解吸附。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種抗高溫的鉆井液稀釋劑及其制備方法，用于解決二氧化碳等酸性氣體對(duì)鉆井液的污染而導(dǎo)致鉆井液稠度急劇增加的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

鉆井液中的粘土顆粒在高溫的作用下會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)分散的現(xiàn)象，其實(shí)質(zhì)是水化分散，高溫分散會(huì)使粘土顆粒在水基鉆井液體系中的濃度增大，使得鉆井液?jiǎn)适Я肆鲃?dòng)性而形成凝膠，且高溫聚結(jié)使粘土顆粒相互結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使鉆井液動(dòng)切力增大，當(dāng)?shù)貙又兴嵝詺怏w的CO₂侵入水基鉆井液后，與水反應(yīng)生成HCO₃^-和CO₃^2-離子，因此鉆井液中CO₂主要以HCO₃^-和CO₃^2-兩種形式存在，隨著CO₂侵入量增大，鉆井液中的HCO₃^-和CO₃^2-濃度增加，鉆井液中OH^-的濃度降低，使得鉆井液pH值下降，導(dǎo)致常用鉆井液處理劑尤其是稀釋劑作用減弱，甚至失效，從而使得鉆井液的性能惡化。