CN102344782A - 石油钻井助剂抗高温降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂及其制备方法，降滤失剂是由下述重量配比的原料制成的：含腐殖酸的物质、焦亚硫酸钠、水、有机硅树脂、交联剂、氢氧化钾、AMPS、α-甲基葡萄糖甙。降滤失剂的制备方法包括以下步骤：按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温，反应，降温；在搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温，搅拌反应；放料，所得产物经干燥即得成品。它能抗220℃高温、抗饱和盐水和海水，能有效降低钻井泥浆滤失量、不增粘，从而解决了深井、超深井钻井中的泥浆抗温、抗盐的问题。

Description

石油钻井助剂抗高温降滤失剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钻井液用降滤失量剂，属于石油钻井助剂，特别是一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂。本发明还涉及所述石油钻井助剂抗高温降滤失剂的制备方法。

背景技术

目前，世界上的浅层原油越来越少，开采深度越来越深，而用于深井、超深井的钻井助剂还很欠缺。目前市场上的一些产品要么只是抗高温不抗盐，要么是增粘过度，需要添加其他的辅助材料，钻井才能正常进行，因此，市场急需一种抗高温、抗饱和盐水和海水，能有效降低钻井泥浆滤失量、不增粘的石油钻井助剂。CN101560378A公开了一种钻井液用防塌稀释降滤失量剂及其制备方法，所述的降滤失量剂是由下述重量配比的原料制成的：含腐殖酸的物质80～120份、焦亚硫酸钠30～80份、水300～500份、水解聚丙烯腈铵盐10～30份、交联剂2～15份、氢氧化钾30～50份、络合剂5～20份、尿素1～10份、有机硅树脂10～20份。按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温，反应，降温；在已降温的搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的水解聚丙烯腈铵盐、交联剂、络合剂、尿素、有机硅树脂，密封，升温，搅拌反应；放料，所得产物经喷雾干燥即得成品。CN101698794A公开了一种耐高温抗盐油井水泥降失水剂，生产原料包括AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、丙烯酸、丙烯酰胺、氢氧化钠、过硫酸钾和水，其质量份数比为AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)∶丙烯酸∶丙烯酰胺∶氢氧化钠∶过硫酸钾∶水＝32-36∶2.5-3∶12-15∶4-6∶0.3-0.5∶120。CN101967369A公开了一种钻井液用梳型聚合物降滤失剂及其制备方法，先将聚乙二醇单甲醚(PEGM)与马来酸酐(MA)酯化反应得到大分子单体，再配以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)两种单体，采用溶液聚合法共聚得到带有长侧链的梳型聚合物降滤失剂。CN101717622A公开了一种钻井液用润滑抑制剂及制备方法与含有所述钻井液用润滑抑制剂的钻井液，涉及一种含有甲基葡萄糖甙类化合物的钻井液用润滑抑制剂以及这种钻井液用润滑抑制剂的制备方法与含有所述钻井液用润滑抑制剂的钻井液。CN1807543A公开了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。其弊端是所用原料羟乙基纤维素成本高，防塌性能一般。CN101117573A公开了一种石油勘探钻井液用无荧光防塌降滤失剂，由煤矸石500Kg、废腈纶丝270Kg、烧碱100Kg、甲醛20Kg、亚钠30Kg、亚硫酸氢钠30Kg、苯酚50Kg、水3000Kg配制而得。以上这些技术对于本发明如何解决深井、超深井钻井中的泥浆抗温、抗盐的问题，并使泥浆的流变性保持良好状态并无指导意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂，该降滤失剂能抗高温、抗饱和盐水和海水，能有效降低钻井泥浆滤失量、不增粘，从而解决深井、超深井钻井中的泥浆抗温、抗盐的问题，并使泥浆的流变性保持良好状态。

为此，本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种上述降滤失剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂(KJAN，KJAN指产品代号，或者说是钻井液用抗高温降滤失剂)，其技术方案在于，它是由下述重量配比的原料制成的：

其中，上述含腐殖酸的物质为褐煤、泥炭、风化煤，上述的交联剂为甲醛。AMPS即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，α-甲基葡萄糖甙即甲基葡萄糖甙(简称MEG)。

上述技术方案中，所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂(或称降滤失剂)是由下述优选重量配比的原料制成的：

上述技术方案中，所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂(或称降滤失剂)是由下述优选重量配比的原料制成的：

所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：

(1)、按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温到155～165℃，反应2～3小时，降温至60℃以下；

(2)、在已降温至60℃以下的搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温至165～175℃，搅拌反应3.5～4.5小时；

(3)、放料，所得产物(胶体)经(喷雾)干燥即得成品。

本发明的降滤失剂(助剂)已由石家庄华莱化工有限公司生产样品300吨，其中华北油田使用200吨，冀东油田使用100吨。本发明利用了腐殖酸(含腐殖酸的物质)、AMPS、α-甲基葡萄糖甙、有机硅树脂抗温性好、抗盐、降粘、降滤失性能，通过磺化、交联等工艺，使最终产品达到设计要求，制备关键是原材料的加量及对生产温度和反应时间的控制。本发明的降滤失剂(助剂)主要用于油田钻井泥浆中，是一种适用于深井、超深井的泥浆助剂，可按0.5％～3％的量(重量)混入钻井泥浆中使用。本发明的有益效果及创新点在于，通过选择适宜的交联剂和需要交联的具有不同功能的产品，进行交联，使本发明具有抗220℃高温、抗饱和盐水、海水的功能，还能有效降低钻井泥浆滤失量，不增粘。具体对比效果见表1.

表1

实验表明：加入0.5％～3％本发明的降滤失剂，即可抗220℃高温、抗饱和盐水、海水，能有效降低钻井泥浆滤失量，不增粘。从而解决了深井、超深井钻井中的泥浆抗温、抗盐的问题，并使泥浆的流变性保持良好状态。

本发明的降滤失剂与CN101560378A的技术方案相比，组分不同，反应温度、反应时间不同[参见步骤(2)，本发明的反应温度为165～175℃，反应时间为3.5～4.5小时]，因此制得产品所产生的技术效果不同。本发明的降滤失剂更能抗温，抗温达220℃、更能抗盐，抗盐饱和，并抗海水。

具体实施方式

实施例1：本发明的降滤失剂(所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂)是由下述重量配比的原料制成的：

褐煤(或者泥炭或者风化煤，即含腐殖酸的物质)360千克、焦亚硫酸钠90千克、水1500千克、有机硅树脂60千克、交联剂(甲醛)45千克、氢氧化钾90千克、AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)90千克、α-甲基葡萄糖甙(甲基葡萄糖甙)150千克。

所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂的制备方法，它(依次)包括以下步骤：(1)、按上述重量将水、氢氧化钾、褐煤(或者泥炭或者风化煤)、焦亚硫酸钠加入搅拌的反应釜中，密封，升温到160℃，反应2小时，降温至60℃以下(比如55℃)，本步骤通过提取腐殖酸并使其磺化提高产品的抗温性能及降粘功能。(2)、在已降温至60℃以下的搅拌反应釜中加入按上述重量(份比)称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温至170℃，搅拌反应4小时，通过交联提高产品的抗温、降滤失和抗盐性能。(3)、放料，所得产物(胶体)经(喷雾)干燥即得成品。本发明的使用方法与一般处理剂的相同。

实施例2：本发明的降滤失剂(所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂)是由下述重量配比的原料制成的：

褐煤或者泥炭或者风化煤(即含腐殖酸的物质)240千克或者300千克、焦亚硫酸钠150千克或者240千克、水900千克或者1200千克、有机硅树脂30千克或者150千克、交联剂(甲醛)6千克或者30千克、氢氧化钾120千克或者150千克、AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)30千克或者120千克、α-甲基葡萄糖甙(甲基葡萄糖甙)60千克或者240千克。

所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂的制备方法，它(依次)包括以下步骤：(1)、按上述重量将水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠加入搅拌的反应釜中，密封，升温到165℃(或者155℃)，反应3小时(或者2.5小时)，降温至60℃以下(比如58℃)，本步骤通过提取腐殖酸并使其磺化提高产品的抗温性能及降粘功能。(2)、在已降温至60℃以下的搅拌反应釜中加入按上述重量(份比)称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温至175℃(或者165℃)，搅拌反应4.5小时(或者3.5小时)，通过交联提高产品的抗温、降滤失和抗盐性能。(3)、放料，所得产物(胶体)经(喷雾)干燥即得成品。本发明的使用方法与一般处理剂的相同。

上述各实施例中的有机硅树脂可以采用河北硅谷化工有限公司(地址：中国河北邯郸市永年县广府硅谷工业园，网址：http://www.svchem.com)生产的有机硅建筑防水剂(GF)系列产品，如GF-2型或者GF-1型。上述有机硅建筑防水剂公众于2009年5月1日前在国内外商业活动中都能买到，该组分的主题名称和其型号是唯一的，本领域技术人员能够知晓其化学成分。

Claims (4)

1.一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的：

其中，上述含腐殖酸的物质为褐煤、泥炭、风化煤，上述的交联剂为甲醛；

所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：

(1)、按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温到155～165℃，反应2～3小时，降温至60℃以下；

(2)、在已降温至60℃以下的搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温至165～175℃，搅拌反应3.5～4.5小时；

(3)、放料，所得产物经干燥即得成品。

2.根据权利要求1所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的：

3.根据权利要求1所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的：

4.一种制备权利要求1所述的石油钻井助剂抗高温降滤失剂的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)、按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温到155～165℃，反应2～3小时，降温至60℃以下；

(2)、在已降温至60℃以下的搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温至165～175℃，搅拌反应3.5～4.5小时；

(3)、放料，所得产物经干燥即得成品。