CN102875729A - 一种钻井液用抑制剂的制备方法 - Google Patents
一种钻井液用抑制剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102875729A CN102875729A CN2012103708569A CN201210370856A CN102875729A CN 102875729 A CN102875729 A CN 102875729A CN 2012103708569 A CN2012103708569 A CN 2012103708569A CN 201210370856 A CN201210370856 A CN 201210370856A CN 102875729 A CN102875729 A CN 102875729A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling fluid
- preparation
- inhibitor
- weight parts
- monomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钻井液用抑制剂的制备方法，首先将4～6重量份分散剂，30～32重量份单体，30～32重量份阳离子单体，0.3～1.0重量份流型调节剂，1.0×10-3～2.0×10-3重量份螯合剂溶解在160～240重量份的水中，加热母液升温至45℃时，加入1.2～1.6重量份引发剂，在60℃～90℃温度下反应2～7小时。本发明所述的钻井液用抑制剂的制备方法的原料来源广泛，合成路线简单，成本较低。制备的抑制剂不含有毒的重金属离子，对环境不造成伤害；产品具有良好的抗盐性和配伍性，以及良好的耐温性能，在≤180℃的温度范围内均能使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探钻井中使用的一种钻井液用抑制剂的制备方法，该抑制剂能够有效地抑制粘土和泥页岩的水化膨胀。
背景技术
随着世界能源需求的增加和钻探技术的发展，中国深井、超深井数目也越来越多。在钻井过程中，井眼越深，钻遇的地层复杂情况越多，钻井成本提高也就越大。目前，在世界和国内石油钻井专业范围内，泥页岩井段不稳定一直是困扰钻井工艺技术的技术难题。现场实践表明，在众多的难度井中，其难点就在于不能很好的解决泥页岩井段井壁不稳定问题，造成井下事故频繁发生、钻井作业综合成本很高、工期延长、损害油气层、工程报废井比例较高。
目前，国内外的抑制剂已经有很多，包括使用氯化钾之类的无机盐或以有机盐为抑制核心的，这些处理剂在大量的现场应用中，表现了一定的抑制能力，在一定程度上解决泥页岩井段井壁不稳定的问题。但是，也暴露出了一些问题主要表现在：钻井液中在加入单一无机盐或有机盐，在钻井液中的抑制作用是通过阳离子压缩粘土颗粒表面双电层的化学作用来实现的。然而，由于单一无机盐或有机盐中不可避免的含有大量的阴离子，对钻井液的抑制作用增强的同时，也导致钻井液流变性和造壁性变坏。为了调整钻井液的性能，又要加入大量的处理剂，增加了钻井液成本。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备具有强抑制性、对流变性能和失水性能无影响的钻井液用抑制剂的方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料准备：称量以下重量份的原料备用，分散剂4~6重量份，单体30~32重量份，阳离子单体30~32重量份，流型调节剂0.3~1.0重量份，水160~240重量份，螯合剂1.0×10-3~2.0×10-3重量份，引发剂1.2~1.6重量份；
（2）配制母液：将称量好的分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、螯合剂溶解在水中，并加入三口烧瓶；
（3）聚合：加热母液升温至45℃时，向母液中加入引发剂，继续升温至反应温度60℃~90℃，反应2~7小时，即得到钻井液用抑制剂。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，步骤（1）中水、分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、有机盐、引发剂按以下重量份称量：水100重量份、分散剂2.5重量份、单体15.5重量份、阳离子单体15重量份、流型调节剂0.2重量份、有机盐0.75×10-3重量份、引发剂0.7重量份。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，步骤（3）中所述的反应温度为65℃~75℃，反应时间为3~5小时。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，所述分散剂为异丙醇，苯甲酸钠或硬脂酸钠。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，所述单体为马来酸酐或富马酸。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，所述引发剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸铁、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。
上述的钻井液用抑制剂的制备方法，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠盐、四烃基-对-苯醌二钠盐、六氢化邻苯二甲酸二钠盐或乙烯基磺酸钠。
本发明所述的钻井液用抑制剂的制备方法与现有技术相比具有以下优点：
（1）产品原料来源广泛，合成路线简单，成本较低。
（2）产品不含有毒的重金属离子，对环境不造成伤害；产品具有良好的耐温性能，在≤180℃的温度范围内均能使用。
（3）产品具有良好的抗盐性。
（4）与其它产品的配伍性良好。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
本发明所述的钻井液用抑制剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料准备：称量以下重量份的原料备用，分散剂4~6重量份，单体30~32重量份，阳离子单体30~32重量份，流型调节剂0.3~1.0重量份，水160~240重量份，螯合剂1.0×10-3~2.0×10-3重量份，引发剂1.2~1.6重量份。其中，原料水、分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、有机盐、引发剂较佳地重量比为：水100重量份、分散剂2.5重量份、单体15.5重量份、阳离子单体15重量份、流型调节剂0.2重量份、有机盐0.75×10-3重量份、引发剂0.7重量份。
本发明中所述分散剂采用异丙醇，苯甲酸钠或硬脂酸钠；所述单体采用马来酸酐或富马酸；所述阳离子单体采用二甲基二烯丙基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述引发剂采用亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸铁、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种；所述螯合剂采用乙二胺四乙酸二钠盐、四烃基-对-苯醌二钠盐、六氢化邻苯二甲酸二钠盐或乙烯基磺酸钠。
（2）配制母液：将按步骤（1）中所述的重量份称量的分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、螯合剂溶解在水中，并加入三口烧瓶；
（3）聚合：加热母液，升温至45℃时，向母液中加入引发剂，继续升温至反应温度60℃~90℃，反应2~7小时，即得到钻井液用抑制剂。较佳地，将反应温度控制在65℃~75℃，反应3~5小时。
钻井液用抑制剂性能评价：
1.添加量变化的分析
分别将不同量的本发明所述的方法制备的钻井液用抑制剂在高速搅拌条件下慢慢加入5个装有3%基浆中，同时用一个3%基浆做对比，搅拌20min后，全部回收至老化罐中，在160℃条件下滚动16小时，取出冷却至室温后高速搅拌5min，分别按GB/T16783规定分别测量基浆和添加有不同量的所述抑制剂的钻井液的600转读数D1；然后回收浆体至洁净的泥浆杯中，边搅拌边加入3％的钠基膨润土,加毕继续搅拌20min，在25℃±3℃下密闭养护3h后放入滚子加热炉，再次在160℃条件下热滚16小时，取出冷却至室温后高速搅拌5min，再次按GB/T16783规定测量基浆和添加有不同量的所述抑制剂的钻井液的600转读数D2，记录在表1中，并根据式（1）、式（2）分别计算表观粘度上升率和表观粘度抑制率，见表1。
从表1中可以看出，随着所述抑制剂添加量的不断加大，钻井液的表观粘度抑制率也在不断变好；当钻井液用抑制剂用量加大到2.0%时，表观粘度抑制率趋于稳定，故钻井液用抑制剂的最佳添加量为2.0%左右；在实际应用中，也可以根据现场情况适量增加。
表1
| 抑制剂添加量，% | 0 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 25 | 3.0 |
| 膨润土添加量，% | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| D1 | 7 | 10 | 12 | 15 | 18 | 19 |
| D2 | 31 | 18.5 | 15 | 16 | 18 | 18 |
| 表观粘度上升率，% | 3429 | 85 | 25 | 6.7 | 0 | 0 |
| 表观粘度抑制率，% | 75.2 | 92.7 | 98.0 | 100 | 100 |
注：3%基浆表示每100毫升水中加入3克钠基膨润土；1%抑制剂表示每100毫升3%基浆中加入1克所述钻井液用抑制剂，是以质量体积百分数计量，1.5%抑制剂、2%抑制剂、2.5%抑制剂和3%抑制剂的含义与之相同。
2.抗高温性能分析
为考察所述钻井液用抑制剂的抗温情况，在高速搅拌下向3%基浆中加入2.0%的所述钻井液用抑制剂，搅拌20min后，回收至老化罐中，分别在120℃、140℃、160℃、180℃条件下滚动16小时，按上述的表观粘度抑制率的方法测定经不同温度老化后的表观粘度抑制率，具体数据见表2：
a：3%基浆
b：3%基浆+2.0%钻井液用抑制剂
表2钻井液用抑制剂的抗高温性能的分析
由表2可以看出本实施例钻井液用抑制剂随温度的增高，表观粘度抑制率没有明显变化；所以说这种钻井液用抑制剂适用温度范围广，能够适应不同井深的要求。
3.盐和钙的污染对所述钻井液用抑制剂的影响
高速搅拌下，将钻井液用抑制剂加入3%基浆配置成含2.0%的钻井液用抑制剂的钻井液，高速搅拌20分钟后，分别加入不同的量的钠盐、钙盐，加入量如下述配方所示；再高速搅拌20分钟，然后按表观粘度抑制率的测定方法，测定样品在160℃条件下的表观粘度抑制率，见表4。
抗污染配方（以质量体积百分数计量）：
1#：3%基浆
2#：3%基浆+2.0%钻井液用抑制剂
3#：3%基浆+2.0%钻井液用抑制剂+5%NaCl
4#：3%基浆+2.0%钻井液用抑制剂+10%NaCl
5#：3%基浆+2.0%钻井液用抑制剂+0.5%CaCl2
表3盐和钙对所述钻井液用抑制剂的影响
| 配方编号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# |
| 样品添加量，% | 0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 膨润土添加量，% | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| D1 | 7 | 15 | 16 | 16 | 15 |
| D2 | 31 | 16 | 16 | 16.5 | 15.5 |
| 表观粘度上升率，% | 342.9 | 6.7 | 0 | 3.1 | 3.3 |
| 表观粘度抑制率，% | 98.0 | 100 | 99.1 | 99.0 |
根据表3中数据显示，在10%的氯化钠盐污染环境中或0.5%氯化钙污染环境中，钻井液依然具有很好的抑制性，而且在钻井液中加入钠盐和钙盐对钻井液的流变性影响较小，能够达到钻井要求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本。发明创造的保护范围之中
Claims (8)
1.一种钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原料准备：称量以下重量份的原料备用，分散剂4~6重量份，单体30~32重量份，阳离子单体30~32重量份，流型调节剂0.3~1.0重量份，水160~240重量份，螯合剂1.0×10-3~2.0×10-3重量份，引发剂1.2~1.6重量份；
（2）配制母液：将称量好的分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、螯合剂溶解在水中，并加入三口烧瓶；
（3）聚合：加热母液，升温至45℃时，向母液中加入引发剂，继续升温至反应温度60℃~90℃，反应2~7小时，即得到钻井液用抑制剂。
2.根据权利要求1中所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中水、分散剂、单体、阳离子单体、流型调节剂、有机盐、引发剂按以下重量份称量：水100重量份、分散剂2.5重量份、单体15.5重量份、阳离子单体15重量份、流型调节剂0.2重量份、有机盐0.75×10-3重量份、引发剂0.7重量份。
3.根据权利要求1中所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的反应温度为65℃~75℃，反应时间为3~5小时。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂为异丙醇，苯甲酸钠或硬脂酸钠。
5.根据权利要求1-3任一项所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，所述单体为马来酸酐或富马酸。
6.根据权利要求1-3任一项所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
7.根据权利要求1-3任一项所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸铁、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3任一项所述的钻井液用抑制剂的制备方法，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠盐、四烃基-对-苯醌二钠盐、六氢化邻苯二甲酸二钠盐或乙烯基磺酸钠。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210370856.9A CN102875729B (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种钻井液用抑制剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210370856.9A CN102875729B (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种钻井液用抑制剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102875729A true CN102875729A (zh) | 2013-01-16 |
| CN102875729B CN102875729B (zh) | 2014-08-27 |
Family
ID=47477272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210370856.9A Active CN102875729B (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种钻井液用抑制剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102875729B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105199057A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-30 | 西安石油大学 | 一种多功能抗高温钻井液处理剂的制备方法 |
| CN107033284A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-08-11 | 张芸 | 一种钻井液用提切剂的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1204652A (zh) * | 1998-06-30 | 1999-01-13 | 中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院 | 油田用水溶性高分子多元共聚物 |
| CN101275070A (zh) * | 2007-12-26 | 2008-10-01 | 中国石油集团钻井工程技术研究院 | 有机硅酸盐半透膜剂及制造工艺 |
| CN102344784A (zh) * | 2011-08-03 | 2012-02-08 | 西安长庆化工集团有限公司 | 一种具有防结块功能的油田钻井用小阳离子的合成方法 |
-
2012
- 2012-09-27 CN CN201210370856.9A patent/CN102875729B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1204652A (zh) * | 1998-06-30 | 1999-01-13 | 中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院 | 油田用水溶性高分子多元共聚物 |
| CN101275070A (zh) * | 2007-12-26 | 2008-10-01 | 中国石油集团钻井工程技术研究院 | 有机硅酸盐半透膜剂及制造工艺 |
| CN102344784A (zh) * | 2011-08-03 | 2012-02-08 | 西安长庆化工集团有限公司 | 一种具有防结块功能的油田钻井用小阳离子的合成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105199057A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-12-30 | 西安石油大学 | 一种多功能抗高温钻井液处理剂的制备方法 |
| CN105199057B (zh) * | 2015-09-16 | 2017-11-17 | 西安石油大学 | 一种多功能抗高温钻井液处理剂的制备方法 |
| CN107033284A (zh) * | 2017-05-14 | 2017-08-11 | 张芸 | 一种钻井液用提切剂的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102875729B (zh) | 2014-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101747876B (zh) | 一种碳酸钾聚胺钻井液 | |
| CN108715624B (zh) | 抗超高温抗复合盐的两性离子疏水缔合聚合物降滤失剂及其制备方法 | |
| CN104927805A (zh) | 一种适用于陆相沉积敏感性页岩地层的高密度水基钻井液 | |
| US20080045420A1 (en) | Zwitterionic Polymers Comprising Betaine-Type Units And Use Of Zwitterionic Polymers In Drilling Fluids | |
| CN102863584B (zh) | 一种钻井液用高分子乳液包被剂的制备方法 | |
| CN102863947A (zh) | 强抑制强封堵钻井液 | |
| CN102585784B (zh) | 水基钻井液用降滤失剂及其制备方法 | |
| CN104087271A (zh) | 钻井液用复合聚胺页岩抑制剂及其制备方法 | |
| CN102851009B (zh) | 一种有机盐高密度钻井液 | |
| CN104497994A (zh) | 一种钻井液及离子液体在其中的用途 | |
| CN108728052A (zh) | 一种钻井液用润滑剂及其制备方法和应用 | |
| CN102965087B (zh) | 一种抗高温钻井液 | |
| CN104962252A (zh) | 有机盐聚胺钻井液及其制备方法 | |
| CN102391843A (zh) | 一种硅酸钾聚合醇水基钻井液 | |
| CN102875729B (zh) | 一种钻井液用抑制剂的制备方法 | |
| CN110358510B (zh) | 一种陆相页岩用强敏防膨抑制剂及其制备方法 | |
| CN105838344A (zh) | 一种钻进页岩用抗温盐水基钻井液 | |
| CN108641686B (zh) | 超高温超高密度水基钻井液完井液用流型调节剂及其制备方法 | |
| CN111978939B (zh) | 一种聚离子液体作为表面水化抑制剂及水基钻井液体系 | |
| US10005946B1 (en) | High-temperature cross-linking deep-well drilling fluid and preparation method thereof | |
| CN105385425A (zh) | 一种棕榈油基钻井液及其制备方法 | |
| CA2758686A1 (en) | Fluid treatment systems, compositions and methods for metal ion stabilization in aqueous solutions | |
| CN110305639A (zh) | 水基钻井液及其应用 | |
| CN104046340A (zh) | 一种抗高温抗盐强抑制钻井液体系 | |
| CA2758782A1 (en) | Fluid treatment systems, compositions and methods for metal ion stabilization in aqueous solutions and/or enhanced fluid performance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Lei Inventor after: Wang Tielin Inventor after: Huang Haijun Inventor after: Lu Yanli Inventor after: Zhou Wenxin Inventor after: Lu Bingduo Inventor after: Han Xiaohua Inventor after: Lu Shengjuan Inventor after: Wang Xin Inventor after: Wang Wenrui Inventor after: Zhang Xiaopo Inventor before: Wang Lei Inventor before: Huang Haijun Inventor before: Zhou Wenxin Inventor before: Lu Bingduo Inventor before: Han Xiaohua Inventor before: Lu Shengjuan Inventor before: Wang Xin Inventor before: Wang Wenrui Inventor before: Zhang Xiaopo Inventor before: Wang Tielin |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A preparation method of inhibitor for drilling fluid Effective date of registration: 20220623 Granted publication date: 20140827 Pledgee: Xiamen International Bank Co.,Ltd. Beijing Branch Pledgor: Beijing Oilchemleader Technology Development Incorporated Co. Registration number: Y2022990000354 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |