[發明專利]一種水基鉆井液用低分子量抗高溫抗飽和鹽降濾失劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210865080.1
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN114989351B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 黃賢斌;孫金聲;呂開河;白英睿;黎劍;王金堂;劉敬平;史勝龍;冉啟華;趙利;王波;張現斌
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F222/20;C08F212/14;C08F226/02;C08F2/38;C09K8/035;C09K8/24
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發明提供了一種水基鉆井液用低分子量抗高溫抗飽和鹽降濾失劑及其制備方法與應用。該降濾失劑的制備方法包括步驟：將二縮水甘油醚和丙烯酸混合均勻，之后進行反應，得到改性羥基丙烯酸酯單體A；向水中分別加入2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸、改性羥基丙烯酸酯單體A、陰離子單體和陽離子單體，攪拌均勻后調節體系的pH至6?8；在氮氣環境中，加入引發劑和鏈轉移劑，進行反應；反應完成后，將所得產物經洗滌、干燥、粉碎，即得。本發明的降濾失劑為低分子量不增粘型聚合物降濾失劑，能夠抗200℃以上高溫克服目前深部地層水基鉆井液所使用的聚合物降濾失劑抗高溫抗飽和鹽性能差、易增粘的缺點。

技術領域

本發明涉及一種水基鉆井液用低分子量抗高溫抗飽和鹽降濾失劑及其制備方法與應用，屬于石油工業的油田化學領域。

背景技術

隨著經濟的高速發展，我國對石油資源的需求越來越高，隨著中淺層石油資源的逐漸匱乏，目前我國對深部超深部油氣儲層的開采力度逐步加大。深部地層一般具有溫度高、地層壓力大、鹽膏層分布廣泛等特征，故在鉆井過程中經常面臨著高溫高鹽的惡劣環境，給鉆井液的性能穩定帶來了極大的挑戰。高溫高鹽會導致鉆井液聚合物處理劑發生降解、去水化作用，從而分子結構被破壞，影響鉆井液的流變、抑制、造壁等性能，使得井壁易失穩、濾失量增大，在鉆井過程中容易引發井塌、井漏、黏附卡鉆等復雜情況，嚴重影響了鉆井施工的速度，提高了鉆井成本，不利于提高經濟效益。

降濾失劑是一種能有效降低鉆井液在地層中的濾失量的關鍵處理劑。目前我國各大油田深部地層常用的鉆井液降濾失劑存在兩大難題：一是抗溫抗鹽性能較差，抗溫一般在180℃以下，在飽和鹽鉆井液體系中降濾失效果會大幅降低；二是現用降濾失劑一般為高分子量聚合物，加入到鉆井液體系中會起到較大的增粘作用，而深部地層使用的高溫高密度鉆井液體系本身固相含量高、粘度高，故高分子量降濾失劑的加量十分有限，難以起到較好的降濾失效果。

關于降濾失劑的制備有不少專利文獻報道。例如：中國專利文獻CN113150754A提供一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑，以丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、兩性離子單體為原料在引發劑作用下共聚生成，其分子量高達百萬，在高密度鉆井液體系中增粘嚴重，對高密度鉆井液的流變性能影響較大，對于深部超深部地層高溫高密度鉆井液體系的適用性還有待考究。中國專利CN110628396A提供一種鉆井用環保型抗溫抗鹽降濾失劑，以改性淀粉納米晶、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等單體為原料在引發劑作用下接枝共聚生成，其雖然具有一定的環保型，但是抗溫僅能達到120℃左右，不適用于超深地層。中國專利文獻CN111285964A提供一種鉆井液用抗溫抗鹽微交聯型降濾失劑，是由烯基非離子單體、烯基陰離子單體、烯基陽離子單體在交聯劑和引發劑作用下加熱反應生成的共聚物，所述烯基非離子單體選自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、甲基丙烯酰胺和乙烯基己內酰胺；所述烯基陰離子單體選自乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和苯乙烯磺酸；所述烯基陽離子單體選自二甲基二烯丙基氯化銨、十二烷基二甲基二烯丙基氯化銨和十六烷基二烯丙基氯化銨，其降濾失性主要是通過封堵作用來實現，對地層的適用性較差，遇到大裂縫地層封堵效果較差，則降濾失效果也會大幅下降。

因此，針對深層超深層對鉆井液體系抗高溫抗高鹽的需求，亟需研發出一種新型低分子量抗高溫抗飽和鹽的降濾失劑，既能具備較好的抗高溫抗飽和鹽性能，還能減少對高溫高密度鉆井液流變性能的影響。

發明內容