CN102250593A - 水基钻井液用防塌抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水基钻井液用防塌抑制剂，涉及防塌抑制剂及其制备方法技术领域，包括如下重量配比的组分：环氧乙烷：60-100份；环氧丙烷：95-110份；有机胺：50-60份；起始剂：10-20份；催化剂：2-5份。本抑制剂对测井、录井无影响，配伍性好，可以满足特殊井钻井施工过程中对钻井液防塌抑制剂的要求，具有极强的抑制性，在保证井壁稳定井下安全的情况下，尽可能的采用较低的粘度和比重，减少地层的重复切削，从而能实现安全快速地钻进。
Description
技术领域
本发明涉及防塌抑制剂及其制备方法技术领域，尤其是一种水基钻井液用防塌抑制剂及其制备方法。
背景技术
随着鄂尔多斯盆地长庆油田探井、深井、水平井钻井开发，钻井作业的难度和油气井开发成本急剧地增加，目前所使用的防塌抑制剂虽然品种繁多，如公开号为101531888，公开日为 2009年9月16日的中国专利文献公开了一种钻井液用页岩抑制剂及制备方法。钻井液用页岩抑制剂由水、聚氧乙烯醚二胺、质子酸、品质改性剂组成,质子酸为磷酸、氨基磺酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物,品质改性剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇中的一种或其中任意两种的混合物。在制备过程中,在10～50份水中加入20～30份聚氧乙烯醚二胺,然后在搅拌下缓慢滴加5～20份质子酸,加完后在70℃下搅拌反应2小时,最后加入10～25份品质改性剂,搅拌均匀即得钻井液用页岩抑制剂产品。该钻井液用页岩抑制剂能够有效抑制粘土的水化膨胀,且效果非常好,主要用于构建高性能水基钻井液,适用于活性泥页岩地层钻井。
但这些处理剂在抑制泥页岩水化以及所构成水基钻井液体系整体性能等方面均存在多种局限性，不能有效保证井壁稳定、安全快速钻进，有的防塌抑制剂配伍性差，使用条件苛刻，体系易出现稠化现象，不能很好地满足钻井工程对钻井液体系的需求；目前使用的无机盐抑制剂由于存在体系氯离子过高从而影响电测的问题；对测井具有负面影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种水基钻井液用防塌抑制剂，本抑制剂对测井、录井无影响，配伍性好，可以满足特殊井钻井施工过程中对钻井液防塌抑制剂的要求，具有极强的抑制性，在保证井壁稳定井下安全的情况下，尽可能的采用较低的粘度和比重，减少地层的重复切削，从而能实现安全快速地钻进，同时，本发明还提供了上述防塌抑制剂的制备方法。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于包括如下重量配比的组分：
环氧乙烷： 60-100份；
环氧丙烷： 95-110份；
有机胺： 50-60份；
起始剂： 10-20份；
催化剂： 2-5份。
所述的有机胺具体是指二甲基十八胺。
所述的起始剂是指丙三醇。
所述的催化剂是指氢氧化钠。
水基钻井液用防塌抑制剂的制备方法，其特征在于：
在聚合反应釜中按顺序加入起始剂、催化剂和有机胺，充氮置换1-2次；加热，搅拌，升温至80度后，同时滴加环氧乙烷和环氧丙烷，控制压力14MPa，温度低于180℃；若反应过程中温度、压力过高，则停止加料，待温度、压力价低后在继续；加入环氧乙烷和环氧丙烷完毕后再反应35h，待釜压降低为零时，冷却至50℃以下，得浅黄色粘稠液体。
与现有技术相比，参见实施例中表1，表2和表3，本发明所达到的有益效果如下：
1、本抑制剂可应用于鄂尔多斯盆地长庆油田探井、深井、水平井，经试验，起到了良好的抑制防塌作用，
2、本抑制剂水溶性好，具有良好的抑制性能，能有效抑制粘土的水化膨胀、分散，井壁稳定（体系岩屑回收率>85%） ，耐高温150℃，性能稳定，能适应较宽的温度（冰点<-45℃）及pH值范围（8-13），对测井、录井无影响，可在深井、超深井等复杂井中应用；具有低毒或无毒EC50≥3000 mg/L、不造成环境污染的特性；具有良好的配伍性，加入钻井液体系后不会对其稳定性、流变性、滤失造壁性等产生较大的影响， 起到一定的改善；抗污染能力强，在高矿化度、高温等情况下不失效；可以获得良好的经济效益和社会效益，很值得推广应用。
具体实施方式
实施例1
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
作为本发明的最佳实施方式，本发明的新型防塌抑制剂由以下重量的原材料制备而成：环氧乙烷 80kg环氧丙烷 100kg，有机胺 55kg，起始剂 15kg，催化剂 3kg，制备方法：在聚合反应釜中按顺序加入起始剂、催化剂和有机胺，充氮置换1-2次。加热，搅拌，升温至80度后，同时滴加环氧乙烷和环氧丙烷，控制压力14MPa，温度低于180℃。若反应过程中温度、压力过高，则停止加料，待温度、压力价低后在继续。滴加完毕后再反应35h，待釜压降低为零时，冷却至50℃以下，得浅黄色粘稠液体，即制得本发明的水基钻井液用新型防塌抑制剂。
一、实施例1水基钻井液用新型防塌抑制剂的测试试验
本试验模拟陕北库房或井上极限温度下（冬季：-30℃ 、夏季：50℃、春季秋季25℃）长时间放置后，观测了实施例1的新型防塌抑制剂的稳定性，以6%钠膨润土浆为基浆，评价了本发明实施例1的新型防塌抑制剂抑制性能。
测试1：实施例1的新型防塌抑制剂样品的稳定性测定
分别将生产样品在-30℃、50℃、常温25℃放置1月后，观察样品外观、是否破乳，结果见表1.
表1 外观及破乳情况
测试2：实施例1的新型防塌抑制剂抑制性能评价
水化24小时后的2%坂土浆加入1%实施例1的 样品，高搅10分钟后用 进行抑制性能评价，结果见表2。
表2 新型防塌抑制剂的抑制性能
注：1号实验清水值为20.6%，基浆值为53.0；2号实验清水值为20.8，基浆值为53.6；
3号实验清水值为35.5，基浆值为54.0；
从表1和表2可以看出，实施例1的钻井液用新型防塌抑制剂的各项性能指标均达到现场使用要求，可以交付现场应用。
二、实施例1水基钻井液用新型防塌抑制剂的各项性能
实施例2
作为本发明一较佳实施方式，本发明提供了一种水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于包括如下重量配比的组分：
环氧乙烷： 60份；
环氧丙烷： 95份；
有机胺： 50份；
起始剂： 10份；
催化剂： 2份。
所述的有机胺具体是指二甲基十八胺。
所述的起始剂是指丙三醇。
所述的催化剂是指氢氧化钠。
本实施例中所说的防塌抑制剂，可以采用本领域的常规制备方法来制备。
实施例3
作为本发明一较佳实施方式，本发明提供了一种水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于包括如下重量配比的组分：
环氧乙烷： 100份；
环氧丙烷： 110份；
有机胺： 60份；
起始剂： 20份；
催化剂： 5份。
所述的有机胺具体是指二甲基十八胺，或者为本领域技术人员所熟知的效果与二甲基十八胺相同的其他类有机胺。
所述的起始剂是指丙三醇，或者为本领域技术人员所熟知的效果与丙三醇相同的其他类起始剂。
所述的催化剂是指氢氧化钠，或者为本领域技术人员所熟知的效果与氢氧化钠相同的其他类催化剂。
本实施例中所说的防塌抑制剂，可以采用本领域的常规制备方法来制备。
实施例4
作为本发明另一较佳实施方式，本防塌抑制剂的制备方法如下：在聚合反应釜中按顺序加入起始剂、催化剂和有机胺，充氮置换1-2次；
加热，搅拌，升温至80度后，同时滴加环氧乙烷和环氧丙烷，控制压力14MPa，温度低于180℃；若反应过程中温度、压力过高，则停止加料，待温度、压力价低后在继续；滴加环氧乙烷和环氧丙烷完毕后再反应35h，待釜压降低为零时，冷却至50℃以下，得浅黄色粘稠液体。
本实施例中，各原料所采用的配比如实施例1所述，采用本方法制备的防塌抑制剂，效果最佳。
Claims (8)
1.一种水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于包括如下重量配比的组分：
环氧乙烷： 60-100份；
环氧丙烷： 95-110份；
有机胺： 50-60份；
起始剂： 10-20份；
催化剂： 2-5份。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的有机胺具体是指二甲基十八胺。
3.根据权利要求1所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的起始剂是指丙三醇。
4.根据权利要求1所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的催化剂是指氢氧化钠。
5.制备如权利要求1所述水基钻井液用防塌抑制剂的方法，其特征在于：在聚合反应釜中按顺序加入起始剂、催化剂和有机胺，充氮置换1-2次；加热，搅拌，升温至80度后，同时滴加环氧乙烷和环氧丙烷，控制压力14MPa，温度低于180℃；若反应过程中温度、压力过高，则停止加料，待温度、压力价低后在继续；加入环氧乙烷和环氧丙烷完毕后再反应35h，待釜压降低为零时，冷却至50℃以下，得浅黄色粘稠液体。
6.根据权利要求5所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的有机胺具体是指二甲基十八胺。
7.根据权利要求5所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的起始剂是指丙三醇。
8.根据权利要求5所述的水基钻井液用防塌抑制剂，其特征在于：所述的催化剂是指氢氧化钠。
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