[發(fā)明專利]環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液及制備與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211279719.4
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115678518B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃賢斌;孫金聲;呂開河;黎劍;王金堂;劉鋒報;李美春;劉敬平;白英睿;金家鋒;史勝龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/16;C09K8/14;C08F220/58;C08F220/54;C08F226/02;C08F226/10;C08F212/14;C08F212/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

1.一種環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，包括以下質(zhì)量份原料：水100份、膨潤土1-2份、凹凸棒土1-2份、堿度調(diào)節(jié)劑0.1-0.4份、抗高溫抗鹽降濾失劑2-3份、聚合醇2-3份、柔性封堵劑1-4份、聚合物刷潤滑劑2-5份、氯化鈉36.5份、甲酸鹽3-8份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述抗高溫抗鹽降濾失劑按照下述方法制備得到：

將N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水締合陽離子單體、帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體和乳化劑溶于水中，調(diào)節(jié)體系pH為7.0-8.0；在氮氣環(huán)境下升溫至60-70℃后加入引發(fā)劑，在60-70℃條件下反應0.5-1小時后加入納米交聯(lián)劑，繼續(xù)反應3-5小時；反應完成后，將所得產(chǎn)物烘干粉碎，即得抗高溫抗鹽降濾失劑；所述抗高溫抗鹽降濾失劑為具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩性離子聚合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述疏水締合陽離子單體為羧甲基十八烷基甲基二烯丙基氯化銨，十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、十二烷基二甲基烯丙基氯化銨、十四烷基二甲基烯丙基氯化銨中的一種；所述帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體為N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、苯乙烯磺酸鈉中的一種；

優(yōu)選的，所述N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水締合陽離子單體、帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體的質(zhì)量比為20-30:40-55:5-10:12-25。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述乳化劑為Span20，所述乳化劑的質(zhì)量為N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水締合陽離子單體、帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體總質(zhì)量的0.1-0.3％；所述乳化劑的質(zhì)量與水的體積之比為0.1-0.2g:100mL；

使用質(zhì)量分數(shù)為30-40％的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系pH為7.0-8.0；

所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀；所述引發(fā)劑的質(zhì)量為N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水締合陽離子單體、帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體總質(zhì)量的0.1-0.3％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述納米交聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑改性的納米二氧化硅，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷，所述納米二氧化硅的粒徑為10-30nm；所述納米交聯(lián)劑的質(zhì)量為N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、疏水締合陽離子單體、帶環(huán)結(jié)構(gòu)的乙烯基單體總質(zhì)量的0.005-0.025％，優(yōu)選為0.009-0.015％。

6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述納米交聯(lián)劑按照下述方法制備得到：

將納米二氧化硅加入甲苯中，攪拌分散均勻后再加入硅烷偶聯(lián)劑，在70-80℃下反應1-3h；反應完成后，經(jīng)過濾、烘干，得到改性納米二氧化硅交聯(lián)劑；所述納米二氧化硅的質(zhì)量與甲苯的體積之比為3-6g:100mL；所述納米二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:0.02-0.05。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述堿度調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉中的一種；所述聚合醇為聚合甘油，所述聚合甘油的平均分子量為250-350；所述甲酸鹽為甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫中的一種或兩種以上的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系，其特征在于，所述環(huán)保型抗高溫飽和鹽水高密度聚合物鉆井液體系還包括密度調(diào)節(jié)劑，所述密度調(diào)節(jié)劑為重晶石，重晶石的添加量使鉆井液體系加重至所需密度即可。