CN102352223A - 钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐 - Google Patents
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Abstract
一种钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂，它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比的范围是：水解聚丙烯腈铵盐20％～50％、磺化褐煤20％～50％、酚醛树脂5％～20％、两性离子聚合物降滤失剂JT888 5％～10％、AMPS聚合物5％～20％、聚丙烯酸钾10％～30％。本发明具有抗温200℃、抗盐15％、降滤失水、防塌等功效，成为聚合物钻井液体系的多功能处理剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井助剂，具体地说是一种钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂。
背景技术
目前，在石油钻井作业中，业内人士常常用膨润土加水制成钻井液以利于钻井的正常进行。为了降低钻井液的滤失量以及钻井液的表观粘度，通常情况下是加入单一组分的处理剂，如水解聚丙烯腈铵盐，以其作为钻井助剂，可明显降低钻井液的滤失量和泥浆的表观粘度。但用水解聚丙烯腈铵盐作为钻井助剂还存在一些不足之处。水解聚丙烯腈铵盐的抗盐、抗温、降滤失、防塌性能不理想。JP58-104981所公开的钻井粘度控制剂，以丙烯酸、丙烯酸胺、丙烯腈等具有不饱和键的单体通过聚合反应而成，原材料价格较高，工艺控制比较复杂。RU2104292所公开的钻井组合物是一种用于石油工程中的钻井泥浆产品。CN1338498A公开了一种石油钻井助剂及其制备方法，它含有下述重量配比的组分：腈纶100-200份，水500-1200份，聚丙烯酸盐5-15份，聚丙烯酰胺0.5-1.5份，交联剂2-15份。其性能一般。CN1227246A公开了一种钻井液用聚合物降滤失剂，它是以水解聚丙烯腈铵盐为主聚合物、楠木粉为辅助聚合物、氢氧化铁为改性调控剂三个组分混合而成。CN1227247A公开了一种钻井液用聚合物降滤失剂，它是以水解聚丙烯腈铵盐为主聚合物、楠木粉为辅助聚合物、碳酸钠为改性调控剂三个组分混合而成。CN1122356A公开了一种新型腐植酸树脂类降滤失剂及其制备方法，降滤失剂组成为腐植酸活性中间体、水溶性聚丙烯腈铵盐复聚物和水溶性碳酰胺树脂，制备方法是采用一步法或两步法的不排渣工艺路线。CN1242408A公开了一种风化煤树脂类盐水型降滤失剂及其制备方法，降滤失剂组成为腐植酸活性中间体、水溶性聚丙烯腈铵盐复聚物和水溶性碳酰胺树脂，制备方法是采用一步法或两步法的不排渣工艺路线。CN1242407A公开了一种褐煤树脂类高温抗盐降滤失剂及其制备方法，降滤失剂组成为腐植酸活性中间体、水溶性聚丙烯腈铵盐复聚物和水溶性碳酰胺树脂，制备方法是采用一步法或两步法的不排渣工艺路线。CN1775892A公开了一种油田钻井使用的聚合醇油层保护剂配方及制备方法，是由下列原料组成：聚乙二醇、聚乙二醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯腈铵盐、无水乙醇、水。CN101735776A公开了一种用于油气田钻井作业的低毒或无毒的多功能钻井液处理剂，其技术方案是先将水放入反应罐里，循环中缓慢加入分散剂MV-CMC和护胶剂JT888，溶解后一次性加入乳化剂OP-10，循环10分钟，缓慢加入液体石蜡，加完后乳化30分钟；然后加入消泡剂YHP-008，再继续循环5-10分钟；最后加入36％的甲醛作防腐剂，再循环5分钟，即得本发明产品低毒或无毒的多功能钻井液处理剂。CN1903973A公开了一种强化防塌钻井液，所述钻井液的组分及重量份数构成为：(A)膨润土4～6；(B)水解聚丙烯酰胺钾盐0.3～0.4；(C)甲基聚丙烯酰胺钙盐1～1.2；(D)褐煤树脂1.5～2；(E)磺化褐煤2～3；(F)沥青封堵剂2～4；(G)KCL6～8；(H)CaO0.4；(I)有机硅醇1～1.2；(J)水100。CN101955757A公开了一种钻井液用水解聚丙烯腈-复合铵盐，它是以水解聚丙烯腈铵盐为主聚物，聚丙烯酸钾、两性离子聚合物降滤失剂JT888、聚丙烯酰胺、楠木粉为辅聚物，六偏磷酸钠为流型调节剂六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比的范围是水解聚丙烯腈铵盐20％～50％、聚丙烯酸钾10％～20％、两性离子聚合物降滤失剂JT888 1％～5％、聚丙烯酰胺10％～30％、楠木粉20％～40％、六偏磷酸钠1％～10％，
以上这些技术对于如何使石油钻井助剂性能更良好并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐(或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂)，它抗温、抗盐、降滤失、防塌性能更良好。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐(或者发明名称是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂)，它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比的范围是：水解聚丙烯腈铵盐20％～50％，磺化褐煤20％～50％，酚醛树脂5％～20％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 5％～10％，AMPS聚合物5％～20％，聚丙烯酸钾10％～30％。
本发明的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐(或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂，或者说是本发明的助剂)的优选重量百分比是：水解聚丙烯腈铵盐20％～30％，磺化褐煤30％～40％，酚醛树脂10％～20％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 5％～8％，AMPS聚合物10％～15％，聚丙烯酸钾10％～20％。
本发明的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐(或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂，或者说是本发明的助剂)的优选重量百分比是：水解聚丙烯腈铵盐22％，磺化褐煤33％，酚醛树脂15％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 6％，AMPS聚合物12％，聚丙烯酸钾12％。
本发明的制备方法是按上述各组分的重量百分比称取水解聚丙烯腈铵盐、磺化褐煤、酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物、聚丙烯酸钾分别放入混合机中，混合均匀即得产品。产品外观为黑灰色粉末。本发明的助剂在淡水体系中可按0.5％～1.0％的量(重量)、在盐水体系中按1.0％～2.0％的量混入钻井液中使用。
本发明是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，辅助聚合物聚丙烯酸钾、AMPS聚合物、两性离子聚合物降滤失剂JT888、酚醛树脂是高分子聚合物，他们具有良好的抗温、抗盐、抗钙、降滤失、防塌的作用，经试验，本发明的处理剂具有抗温200℃、抗盐15％、降滤失水、防塌等(显著)功效，成为聚合物钻井液体系的多功能处理剂。下面附表1、附表2进一步说明本发明的显著特点。
附表1
附表2
实验组为经本发明的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐处理的。
本发明的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐与CN101955757A的技术方案相比，更能抗温，抗温达200℃、更能抗盐，抗盐达15％。同时，本发明的制备方法简单易行，成本低。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例做进一步详述：
实施例1：钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐(或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂)，它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比的范围(可以)是：水解聚丙烯腈铵盐20％～30％，磺化褐煤30％～40％，酚醛树脂10％～20％，两性离子聚合物降滤失剂JT8885％～8％，AMPS聚合物10％～15％，聚丙烯酸钾10％～20％。AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)也可称为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，AMPS聚合物为AMPS单体聚合而成的聚合物，为AMPS均聚物，或者说是AMPS共聚物(AMPS单体共聚物、AMPS单体聚合物)。AMPS具有较强的吸湿性，如受潮，AMPS单体自己会发生聚合。因此加水或者让其受潮，AMPS单体自己会发生聚合而成为AMPS聚合物(均聚物)。AMPS聚合物可以使用市场上销售的寿光市煜源化学有限公司生产的AMPS聚合物(AMPS为白色结晶粉末，熔点185℃，微有酸味)。AMPS聚合物还可以使用国内油田上采用的水溶性AMPS聚合物。
本实施例中，上述各组分的重量百分比(可以)是：水解聚丙烯腈铵盐22％，磺化褐煤33％，酚醛树脂15％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 6％，AMPS聚合物12％，聚丙烯酸钾12％。
本发明的具体制备方法是(分别)称取水解聚丙烯腈铵盐22千克、磺化褐煤33千克、酚醛树脂15千克、两性离子聚合物降滤失剂JT888 6千克、AMPS聚合物12千克、聚丙烯酸钾12千克，将其分别放入(常规的)混合机中，混合均匀即得产品。产品外观为黑灰色粉末。本发明的助剂在淡水体系中按0.5％～1.0％的量(重量)、在盐水体系中按1.0％～2.0％的量混入钻井液中使用。
实施例2：钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比(可以)是：水解聚丙烯腈铵盐20％，磺化褐煤30％，酚醛树脂15％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 8％，AMPS聚合物12％，聚丙烯酸钾15％。
本发明的具体制备方法是(分别)称取水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤30千克、酚醛树脂15千克、两性离子聚合物降滤失剂JT888 8千克、AMPS聚合物(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物)12千克、聚丙烯酸钾15千克，分别放入(常规的)混合机中，混合均匀即得产品。产品外观为黑灰色粉末。本发明的助剂在淡水体系中按0.5％～1.0％的量(重量)、在盐水体系中按1.0％～2.0％的量混入钻井液中使用。
实施例3：钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐45千克、磺化褐煤20千克、酚醛树脂5千克、两性离子聚合物降滤失剂JT8885千克、AMPS聚合物5千克、聚丙烯酸钾20千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤45千克、酚醛树脂10千克、两性离子聚合物降滤失剂JT88810千克、AMPS聚合物5千克、聚丙烯酸钾10千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐35千克、磺化褐煤20千克、酚醛树脂20千克、两性离子聚合物降滤失剂JT88810千克、AMPS聚合物5千克、聚丙烯酸钾10千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤20千克、酚醛树脂10千克、两性离子聚合物降滤失剂JT88810千克、AMPS聚合物10千克、聚丙烯酸钾30千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤20千克、酚醛树脂10千克、两性离子聚合物降滤失剂JT88810千克、AMPS聚合物20千克、聚丙烯酸钾20千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐25千克、磺化褐煤30千克、酚醛树脂10千克、两性离子聚合物降滤失剂JT8887千克、AMPS聚合物13千克、聚丙烯酸钾15千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤35千克、酚醛树脂10千克、两性离子聚合物降滤失剂JT8885千克、AMPS聚合物15千克、聚丙烯酸钾15千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐20千克、磺化褐煤30千克、酚醛树脂20千克、两性离子聚合物降滤失剂JT8885千克、AMPS聚合物10千克、聚丙烯酸钾15千克。
其中各组分的重量百分比(重量配比)可以是：水解聚丙烯腈铵盐23千克、磺化褐煤30千克、酚醛树脂17千克、两性离子聚合物降滤失剂JT8886千克、AMPS聚合物13千克、聚丙烯酸钾11千克。
本发明的具体制备方法是按上述各组分的重量百分比(重量配比)称取水解聚丙烯腈铵盐、磺化褐煤、酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物)、聚丙烯酸钾，分别放入(常规的)混合机中，混合均匀即得产品。产品外观为黑灰色粉末。本发明的助剂在淡水体系中按0.5％～1.0％的量(重量)、在盐水体系中按1.0％～2.0％的量混入钻井液中使用。
本发明所用的钻井液用两性离子聚合物降滤失剂JT888为市场上销售的产品，是一种集强抑制性、优良抗盐钙和抗温性能于一体的两性离子聚合物降滤失剂。该剂是由多种非离子、阳离子、阴离子单体共聚而成的水溶性高分子聚合物(具体是由丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯磺酸钠和阳离子单体共聚而成的一种两性复合离子型聚合物类钻井液处理剂)，可称为抗高温、抗盐钙两性离子聚合物降滤失剂JT888，可以使用河南省铭泰化工有限公司生产的。所述的两性离子聚合物降滤失剂JT888其理化性能可以如下表：
| 项目 | 指标 |
| 外观 | 白色或微褐色颗粒 |
| 1％水溶液表观粘度mPa·s | 6～15 |
| 水份％≤ | 10 |
| 细度20目标筛通过％≥ | 80 |
| 1％水溶液pH值 | 7～9 |
本发明的“钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐”属于本产品名称(钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂也属于本产品名称)。“水解聚丙烯腈-双聚铵盐”意思是水解聚丙烯腈铵盐与所述其它组分混合再聚合。
Claims (3)
1.一种钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，或者说是钻井液用聚合物抗盐、抗温降滤失剂，其特征在于它是以水解聚丙烯腈铵盐和磺化褐煤为主聚物，酚醛树脂、两性离子聚合物降滤失剂JT888、AMPS聚合物即2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物、聚丙烯酸钾为辅聚物，六种组分混合而成，其中各组分的重量百分比的范围是：
水解聚丙烯腈铵盐20％～50％，磺化褐煤20％～50％，酚醛树脂5％～20％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 5％～10％，AMPS聚合物5％～20％，聚丙烯酸钾10％～30％。
2.根据权利要求1所述的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，其特征在于各组分的重量百分比的范围是：
水解聚丙烯腈铵盐20％～30％，磺化褐煤30％～40％，酚醛树脂10％～20％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 5％～8％，AMPS聚合物10％～15％，聚丙烯酸钾10％～20％。
3.根据权利要求1所述的钻井液用水解聚丙烯腈-双聚铵盐，其特征在于各组分的重量百分比的范围是：
水解聚丙烯腈铵盐22％，磺化褐煤33％，酚醛树脂15％，两性离子聚合物降滤失剂JT888 6％，AMPS聚合物12％，聚丙烯酸钾12％。
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