[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

本發明提供了一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液及制備方法與應用。本發明的抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液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。本發明還提供了上述水基鉆井液的制備方法。本發明中聚合物降濾失劑、封堵劑與防塌劑等核心處理劑協同作用，使得本發明的水基鉆井液在超高溫高鹽條件下能有效封堵地層微裂縫，阻止鉆井液中的濾液進入地層，防止井壁坍塌、卡鉆，從而穩定井壁減少事故發生。

技術領域

本發明屬于鉆井液技術領域，具體涉及一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液及制備方法與應用。

背景技術

深井、超深井的井底溫度大多在200-250℃，且存在大段鹽膏層。但是現有水基鉆井液抗超高溫高鹽性能差，導致深井、超深井鉆井過程中井壁坍塌十分嚴重。中國專利文獻CN102002350A公開的一種超高溫水基鉆井液，各組分質量配比為：水100份，鈉基膨潤土1-6份、鉆井液高溫保護劑0.5-3份、高溫降濾失劑GLJ-I2-6份、高溫降濾失劑GLJ-II2-6份、高溫封堵劑2-4份、重晶石0-300份，其中高溫封堵劑為磺化改性天然植物瀝青，鉆井液體系在現場的使用溫度最高為210℃。中國專利文獻CN105623627A公開了一種超高溫抗鹽鉆井液及其制備方法，其中使用了PFL-L、PFL-M、PFL-H三種降濾失劑共0.9-18份、磺化酚醛樹脂2-8份、磺化褐煤2-8份，鉆井液在180℃下高溫高壓失水量小。中國專利文獻CN113122195A公開的一種抗高溫高密度鉆井液，各組分質量配比為：抗鹽土1.5-4.0%、堿度調節劑0.1-0.2%、抗高溫降濾失劑4.0-6.0%、納米封堵劑1.0~2.0%、抗高溫封堵劑2.0-3.0%、高溫穩定劑1.0-2.5%、加重劑30-45%、淡水40-50%，鉆井液密度可達2.5g/cm³，抗溫能夠達到230℃，但未考慮鉆井液的抗鹽和封堵性能。

現有水基鉆井液都無法滿足240℃的高鹽環境，沒有240℃高鹽條件下的高溫高壓數據，所以亟需研制一種抗240℃高溫及高鹽的水基鉆井液，為深井、超深井的高效鉆井提供技術支撐。

發明內容

針對現有技術的不足，尤其是針對目前深井、超深井鉆井過程中水基鉆井液抗超高溫高鹽性能不足的問題，本發明提供了一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液及制備方法與應用。本發明的水基鉆井液能夠在超高溫高鹽條件下保持良好的流變、降低濾失、封堵防塌性能。

本發明的技術方案如下：

一種抗240℃抗鹽封堵型水基鉆井液，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。

根據本發明優選的，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；

進一步優選的，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。

根據本發明優選的，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。

優選的，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；所述聚合單體的質量濃度指的是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮總的質量濃度。