[發明專利]一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液及制備方法與應用

有效

• 申請號: 202211355570.3
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115466603B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 劉敬平;徐哲;孫金聲;呂開河;李美春;金家鋒;黎劍;史勝龍;孫元偉;張泰豐
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/508;C08F220/58;C08F220/54;C08F226/10;C08F292/00;C08F220/34;C08F212/14
• 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

1.一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，包括如下重量份原料：水100份、膨潤土4份、聚丙烯酰胺鉀鹽抑制劑0.3-0.5份、聚合物降濾失劑1-2份、吸附型封堵劑2-3份、防塌劑2-3份、油酸甲酯1-2份、高溫保護劑0.5-1份；

所述的聚合物降濾失劑由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮為聚合單體經聚合反應得到；所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩爾比為1:0.3-0.5:0.1-0.3；

所述的吸附型封堵劑為改性二氧化硅與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯磺酸鈉經溶液聚合反應得到；所述的吸附型封堵劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）稱取10-15份改性二氧化硅，加入100份水中，在機械攪拌下超聲處理，超聲結束后，依次加入2-5份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-3份N-乙烯基吡咯烷酮、2-5份苯乙烯磺酸鈉，攪拌至分散均勻，得到混合液；所述改性二氧化硅的制備方法包括以下步驟：將1-5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷滴加到100份混合溶劑中，攪拌溶解，得到硅烷偶聯劑溶液；將15-20份二氧化硅分散到100份無水乙醇中得到懸濁液；將所得硅烷偶聯劑溶液和懸濁液混合后加熱至50-70℃進行反應；反應完成后，將所得反應液加入乙醇中進行沉淀，之后將所得沉淀過濾、干燥，即得改性二氧化硅；

（2）將所得混合液加熱至60-70℃，保持攪拌加熱，用氮氣除氧后加入0.01-0.06份引發劑II，恒溫反應4-6h；反應完成后，將反應產物取出，經洗滌、干燥，得到吸附型封堵劑；

所述防塌劑為高溫瀝青HQ-10；所述的高溫保護劑為Span-80。

2.根據權利要求1所述抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，所述的聚合物降濾失劑按照下述方法制備得到：

將聚合單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮按照摩爾比1:0.3-0.5:0.1-0.3的比例加入水中，攪拌至溶解，得到水相溶液；調節水相溶液的pH值至中性；之后升溫至50-60℃，加入引發劑I，恒溫反應3-5h；反應結束后，將反應所得產物經洗滌、干燥、粉碎，得到聚合物降濾失劑。

3.根據權利要求2所述抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，所述的水相溶液中聚合單體的質量濃度為0.2-0.4g/mL；所述的攪拌速度為200-300r/min；

使用濃度為20wt%的氫氧化鈉溶液調節水相溶液的pH值至中性。

4.根據權利要求2所述抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，所述的引發劑I為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物，混合物中過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的質量比為1:0.5-1；所述引發劑I的加入質量為聚合單體總質量的0.1-0.6%；

所述洗滌為用丙酮洗滌3-5次，所述干燥為在100-110℃下干燥6-10h。

5.根據權利要求1所述抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，步驟（1）中所述混合溶劑由水與無水乙醇混合得到，水與無水乙醇的體積比1-4:6-9；所述攪拌溶解的時間為2-3h；所述二氧化硅的粒徑為10-60μm；所述反應的時間為5-6h；所述沉淀過程中，反應液與乙醇的體積比為1:2-5，沉淀時間為20-30h；所述干燥為在40-60℃真空干燥至恒重。

6.根據權利要求1所述抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，其特征在于，步驟（1）中所述超聲處理的溫度為25-30℃，所述超聲處理的時間為0.5-1h；

步驟（2）中所述引發劑II為過硫酸銨或過硫酸鉀，所述引發劑II的加入質量為改性二氧化硅、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、N-乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯磺酸鈉總質量的0.1-0.4%；

步驟（2）中所述洗滌為使用丙酮洗滌2-3次；所述干燥為在60-80℃下干燥至恒重。