CN101967372A - 一种水基钻井降粘剂及其合成方法 - Google Patents

一种水基钻井降粘剂及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油井钻井用的降粘剂，由丙烯酰胺和烯丙基磺酸盐共聚得到，或由丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸共聚得到。本发明所用的烯丙基磺酸盐便宜易得，且得到的降粘剂降粘能力强，能耐一定的盐水体系和泥浆体系。本发明具有降低粘度和减水作用，有利于稠油与矿物质分离，提高出油率。该降粘剂具有合成工艺简单、成本低、效果好和对环境友好的特点。

Description

一种水基钻井降粘剂及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种水基钻井降粘剂及其合成方法，属于钻井工程技术领域，也属于高分子材料合成领域。
背景技术
目前，国际国内在石油钻井过程中所使用的降粘剂品种繁多，比如国内外普遍使用的木质素磺酸盐类、有机硅类、季铵盐类阳离子类、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物等。考虑到实际降粘效果和环境因素，丙烯酰胺系列使用更普遍，其中丙烯酰胺-丙烯酸-应用前景更好，但丙烯酰胺基羟基丙磺酸盐的高价格是使其难于推广使用的主要问题。
发明内容
针对这一问题，本发明提供一种油井钻井用的降粘剂及其合成方法，得到的降粘剂降粘能力强，成本较低，合成方法容易实施，有利于工业化。
本发明提供的技术方案是：一种油井钻井用的降粘剂，由丙烯酰胺和烯丙基磺酸盐共聚得到，或由丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸共聚得到。
上述丙烯酰胺∶烯丙基磺酸盐∶丙烯酸的用量比为100∶5-30∶0-45(为0即不用该组份)。
本发明还提供了上述油井钻井用的降粘剂的合成方法：将丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸三种单体混合，并溶于水中，使单体浓度为20-40wt％，加入交联剂和过二硫酸盐，在30-90℃温度下反应3-15小时，烘干、粉碎即得。
上述三种单体混合溶于水后用NaOH调节pH为9.5(溶于水后调pH值，然后补充余量的水；或加完水至规定浓度后调pH值)。
上述丙烯酰胺∶烯丙基磺酸盐∶丙烯酸的用量重量比为100∶5-30∶0-45。优选比例为：100∶20∶30。优选反应温度为50℃，优选反应时间为7小时。
上述交联剂为二丙烯酰亚胺，交联剂的加入量为丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸总重量的0.3-0.5％；过二硫酸盐的加入量为丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸总重量的0.9-1.2％。
本发明所用的烯丙基磺酸盐便宜易得，且得到的降粘剂降粘能力强，能耐一定的盐水体系和泥浆体系。本发明合成方法容易实施，生产成本较低，有利于工业化。
具体实施方式
实施实例
1在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、40克烯丙基磺酸钠、60克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，并溶于水中，加30％(重量百分比)氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂1。
2在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、40克烯丙基磺酸钾、60克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，滴加30％氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至90℃搅拌3小时，室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂2。
3在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、40克烯丙基磺酸铵、60克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，滴加30％氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至30℃搅拌15小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂3。
4在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、10克烯丙基磺酸钠、90克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，滴加30％氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂4。
5在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、20克烯丙基磺酸钠、80克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，滴加30％氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂5。
6在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、60克烯丙基磺酸钠、40克丙烯酸和1.2克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，滴加30％氢氧化钠溶液使混合液的pH值为9.5，补加水至溶液重量为800克，室温下加入3.0克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂6。
7在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、20克烯丙基磺酸钠和1.0克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，补加水至溶液重量为800克，室温下加入2.5克过二硫酸铵并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂7。
8在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、30克烯丙基磺酸钠和1.0克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，补加水至溶液重量为800克，室温下加入2.5克过二硫酸钾并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂8。
9在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、40克烯丙基磺酸钠和1.0克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，补加水至溶液重量为800克，室温下加入2.5克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂9。
10在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、50克烯丙基磺酸铵和1.0克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，补加水至溶液重量为800克，室温下加入2.5克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂10。
11在1000ml的三颈反应瓶中加入200克丙烯酰胺、60克烯丙基磺酸钾和1.0克二丙烯酰亚胺，搅拌混合均匀，补加水至溶液重量为800克，室温下加入2.5克过二硫酸钠并搅拌溶解；然后升温至50℃搅拌7小时，然后室温静置4小时。挤压成丝，50℃热风吹干，粉碎。即得降粘剂11。
本发明所涉及的降粘剂的降粘试验所用的浆状稠油取至胜利油田某油井，为一种含泥浆盐水的稠油体系。测定方法采用油田通用的测试方法。测试结果如下：
  降粘剂编号   测试温度(℃)   降粘度(％)
  降粘剂1   50   90
  降粘剂2   50   68
  降粘剂3   50   75
  降粘剂4   50   80
  降粘剂5   50   83
  降粘剂6   50   85
  降粘剂7   50   80
  降粘剂8   50   84
  降粘剂9   50   89
  降粘剂10   50   88
  降粘剂11   50   86

Claims (8)

1.一种油井钻井用降粘剂，由丙烯酰胺和烯丙基磺酸盐共聚得到，或由丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸共聚得到。
2.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于∶丙烯酰胺∶烯丙基磺酸盐∶丙烯酸的用量比为100∶5-30∶0-45。
3.根据权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于：烯丙基磺酸盐为烯丙基磺酸钠、烯丙基磺酸钾或烯丙基磺酸铵。
4.权利要求1或2所述降粘剂的合成方法，其特征在于：将丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸三种单体混合，并溶于水中，使单体浓度为20-40wt％，加入交联剂和过二硫酸盐，在30-90℃温度下反应3-15小时，烘干、粉碎即得。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：三种单体混合溶于水后用NaOH调节pH为9.5。
6.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：丙烯酰胺∶烯丙基磺酸盐∶丙烯酸的用量重量比为100∶5-30∶0-45。
7.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：丙烯酰胺∶烯丙基磺酸盐∶丙烯酸的用量重量比为100∶20∶30；反应温度为50℃，反应时间为7小时。
8.根据权利要求4或5或6或7所述的合成方法，其特征在于：交联剂为二丙烯酰亚胺，交联剂的加入量为丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸总重量的0.3-0.5％；过二硫酸盐的加入量为丙烯酰胺、烯丙基磺酸盐和丙烯酸总重量的0.9-1.2％。
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