CN100338169C - 钻井液用降滤失剂 - Google Patents

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本发明涉及一种钻井液用降滤失剂，该降滤失剂是油田钻井泥浆中需要添加的化学品助剂，是由天然腐植酸与氢氧化钠反应生成腐植酸钠盐，再与磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油和甲醛还原共聚组成，具有腐植酸类降滤失剂的通用性和耐高温性，又有磺化类和高分子聚合物类降滤失剂的降滤失性好等优点；水溶性硅油的引入，增加了泥饼的致密性、优异的降滤失水性能，降滤失又不增加钻井液粘度，流变性好，钻井效率高，特别适用于高密度高固相钻井；抗温不低于180℃，良好的抗盐、抗钙性能，可用于高温深井钻井；配伍性好，兼有防塌作用，能有效地保护油气层。使用加量少，钻井成本低，无污染，在自然环境中自行分解。

Description

钻井液用降滤失剂
                          技术领域
本发明涉及一种钻井用降滤失剂
                          背景技术
油田钻井用泥浆主要成份是般土和水，及各种辅助化学品添加剂。在连续钻井过程中，水渗入地层的现象称为失水，单位时间失水量过大，会带来一系列不良后果：井壁坍塌、井径缩小及钻井液稠化等问题，从而导致卡钻等恶性事故的发生。降滤失剂含有与粘土发生吸附作用的吸附基团和水化基团，它能改变井中壁面泥饼的性质：处理剂吸附在大的粘土颗粒表面形成一层保护膜，细微的粘土颗粒吸附在大的处理剂链节上，起到护胶作用，直至成为密实的泥饼，水分子与化学处理剂的极性基团(水化基团)或非极性基团与粘土颗粒形成结构面，水就会被束缚在泥饼中无法通过，使渗透率降低，达到降低钻井过程中水量向地层滤失的作用。
为了减少钻井过程中水量向地层滤失，保证井身安全和钻井工程的顺利进行，需加入降滤失剂。
常用的钻井用降滤失剂有：
羧甲基纤维素钠盐和聚阴离子纤维素类，通用性好，降滤失效果好，耐盐强。但耐温低，只有150℃。使用量：0.5％-1.5％。
改性淀粉类：主要有预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉，通用性好，降滤失效果好，耐盐强。但耐温低，只有120℃-140℃。使用量：0.5％-1.5％。
磺化类：有磺化木质素与磺甲基酚醛树脂混合或共聚、磺甲基化褐煤与磺甲基酚醛树脂混合或共聚等，降滤失效果良好，耐盐强，抗温性较好。但使用量大，成本高。使用量：1％-3％，用量略高。
腐植酸盐类：腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸铬铁、硝系腐植酸盐等，通用性好，抗温性较好。但降滤失效果一般，使用量大，成本高。使用量：1％-5％，用量较高。
共聚物类和聚丙烯酸盐类：由单体丙烯酸钠、丙烯酸钙、丙烯酰胺、带磺酸基和带有机阳离子基团的单体不同组成，综合性能好，抗温性较好。但对钻井液粘度有影响(有增稠效应)，用于低固相钻井液，生产成本较高，生产工艺复杂。使用量：0.3％-1％。
针对目前钻井用降滤失剂存在的问题，本发明在经过大量的试验研究，研制出一种使用加量少，钻井成本低，无污染，在自然环境中自行分解的钻井用降滤失剂。
                        发明内容
本发明的目的在于，研制的钻井用降滤失剂是油田钻井泥浆中需要添加的化学品助剂，是由天然腐植酸与氢氧化钠反应生成腐植酸钠盐，再与磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油和甲醛还原共聚组成。该降滤失剂具有腐植酸类降滤失剂的通用性和耐高温性，又有磺化类和高分子聚合物类降滤失剂的降滤失性好等优点；水溶性硅油的引入，增加了泥饼的致密性、优异的降滤失水性能，降滤失又不增加钻井液粘度，流变性好，钻井效率高，特别适用于高密度高固相钻井；抗温不低于180℃，良好的抗盐、抗钙性能，可用于高温深井钻井；配伍性好，兼有防塌作用，能有效地保护油气层。使用加量少，钻井成本低，无污染，在自然环境中自行分解。
本发明所述的钻井用降滤失剂，它由腐植酸、氢氧化钠、磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油、甲醛原料组成，经过弱酸、碱反应，共聚反应、干燥、粉碎、包装制成，其中以5吨反应釜为基数重量比，水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛＝10-12∶2-3∶0.6-0.65∶0.7-0.8∶0.1-0.2∶0.04-0.06∶0.05-0.07∶0.35-0.39。
钻井液用降滤失剂的制备方法，按下列步骤进行：
a、弱酸、碱反应：以5吨反应釜为基数重量比
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛＝10-12∶2-3∶0.6-0.65∶0.7-0.8∶0.1-0.2∶0.04-0.06∶0.05-0.07∶0.35-0.39的比例，将水加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠搅拌至溶解，再加入腐植酸，升温至80℃，控制温度80℃-90℃，反应2-3h。
b、共聚反应
将磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油分别加入反应釜中，控制温度75℃-85℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛，升温至80℃，控制温度80℃-90℃，反应3-4h。
c、干燥、粉碎、包装即可。
                           附图说明
图1为本发明工艺流程图
                         具体实施方式
实施例1
a、弱酸、碱反应：以5吨反应釜为基数重量比(重量比)
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛的比例，将水10加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠0.6搅拌至溶解，再加入腐植酸2，升温至80℃，控制温度80℃，反应2h。
b、共聚反应
将磺化沥青0.7、羟乙基纤维素0.1、聚丙烯酰胺0.04、水溶性硅油0.05分别加入反应釜中，控制温度75℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛0.35，升温至80℃，控制温度80℃，反应3h。
c、干燥含水量小于15％，粉碎(未通过直径2.00mm的标准筛余量小于5％)、包装即可；使用量为0.5％-1.5％。
实施例2
a、弱酸、碱反应：以5吨反应釜为基数(重量比)
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛的比例，将水11加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠0.62搅拌至溶解，再加入腐植酸2.5，升温至80℃，控制温度85℃，反应2.5h。
b、共聚反应
将磺化沥青0.75、羟乙基纤维素0.15、聚丙烯酰胺0.05、水溶性硅油0.06分别加入反应釜中，控制温度80℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛0.36，升温至80℃，控制温度85℃，反应3.5h。
c、干燥含水量小于15％，粉碎(未通过直径2.00mm的标准筛余量小于5％)、包装即可；使用量为0.5％-1.5％。
实施例3
a、弱酸、碱反应：以5吨反应釜为基数(重量比)
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛的比例，将水12加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠0.62搅拌至溶解，再加入腐植酸3，升温至80℃，控制温度90℃，反应3h。
b、共聚反应
将磺化沥青0.8、羟乙基纤维素0.2、聚丙烯酰胺0.06、水溶性硅油0.07分别加入反应釜中，控制温度85℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛0.39，升温至80℃，控制温度90℃，反应4h。
c、干燥含水量小于15％，粉碎(未通过直径2.00mm的标准筛余量小于5％)、包装即可；使用量为0.5％-1.5％。
实施例4
a、弱酸、碱反应：以5吨反应釜为基数(重量比)
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛的比例，将水11.5加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠0.63搅拌至溶解，再加入腐植酸2.8，升温至80℃，控制温度87℃，反应2h。
b、共聚反应
将磺化沥青0.78、羟乙基纤维素0.17、聚丙烯酰胺0.055、水溶性硅油0.065分别加入反应釜中，控制温度78℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛0.37，升温至80℃，控制温度87℃，反应4h。
c、干燥含水量小于15％，粉碎(未通过直径2.00mm的标准筛余量小于5％)、包装即可；使用量为0.5％-1.5％。

Claims (2)

1、一种钻井液用降滤失剂，其特征在于它由腐植酸、氢氧化钠、磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油、甲醛原料组成，经过弱酸、碱反应，共聚反应、干燥、粉碎、包装制成，其中各原料为重量比，水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛＝10-12∶2-3∶0.6-0.65∶0.7-0.8∶0.1-0.2∶0.04-0.06∶0.05-0.07∶0.35-0.39。
2、根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、弱酸、碱反应：
以水∶腐植酸∶氢氧化钠∶磺化沥青∶羟乙基纤维素∶聚丙烯酰胺∶水溶性硅油∶甲醛＝10-12∶2-3∶0.6-0.65∶0.7-0.8∶0.1-0.2∶0.04-0.06∶0.05-0.07∶0.35-0.39的比例，将水加入反应釜中，开动搅拌，缓慢加入氢氧化钠搅拌至溶解，再加入腐植酸，升温至80℃，控制温度80℃-90℃，反应2-3h；
b、共聚反应
将磺化沥青、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油分别加入反应釜中，控制温度75℃-85℃，使物料均匀分散1h，再加入甲醛，升温至80℃，控制温度80℃-90℃，反应3-4h；
c、干燥、粉碎、包装即可。
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