CN103087689B - 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 - Google Patents
一种水基钻井液用抗高温降粘剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103087689B CN103087689B CN201310045233.9A CN201310045233A CN103087689B CN 103087689 B CN103087689 B CN 103087689B CN 201310045233 A CN201310045233 A CN 201310045233A CN 103087689 B CN103087689 B CN 103087689B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- drilling fluid
- high temperature
- aqueous solution
- polyamine salt
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及化工领域中的水基钻井液处理剂，具体为一种水基钻井液用抗高温降粘剂。该降粘剂为二组份混合物。第一组份为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐作单体制备的二元或三元共聚物。第二组份为二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺的一种或多种与环氧氯丙烷制备的聚胺盐。以质量比计，以第一组份与第二组份比例为55-85%：15-45%。本发明制备的降粘剂具有抗高温的优点，可用于各种水基钻井液钻井和固井过程中降粘。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域中的水基钻井液处理剂，具体为一种水基钻井液用抗高温降粘剂及其制备方法。
背景技术
随着油田勘探开发区域的不断扩大，钻遇地层复杂性的增加及井底温度增加，对钻井液处理剂的要求也越来越高。在深井超深井钻探中，流变性调控就是面临的诸多技术难题中比较突出的一个。
钻井液所用的降粘剂又被称为抗絮凝剂和稀释剂。早在20世纪30年代末，人们就开始使用无机磷酸盐控制钻井液粘度。20世纪40年代，单宁被广泛地用作钻井液降粘剂。20世界60年代开始，铁铬木质素磺酸盐称为主要的钻井液降粘剂。从20世界90年代开始，由于各国环保意识的加强，开始研制无铬的木质素磺酸盐、栲胶类降粘剂。与此同时，以马来酸酐为原料的聚合物降粘剂以及带阳离子基团的也成为研究的重点。近年来的热点在于降粘剂的抗温性和多功能性。
目前降低超高温水基钻井液粘度的措施就是加入多种、大量的降粘剂，维护周期短，效果不明显，钻井液的流变性能难以调控，引起复杂事故的发生。因此有必要制备一种抗温性能优异的钻井液降粘剂。
发明内容
本发明正是基于以上技术问题，提供一种将该产物加入钻井液，经250℃高温老化后的钻井液仍保持较好流变性能的水基钻井液用抗高温降粘剂。
本发明的另一个目的是提供一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种水基钻井液用抗高温降粘剂，由乙烯基共聚物和聚胺盐两种组分组成，以质量百分含量计，乙烯基共聚物的含量为55-85%，聚胺盐的百分含量为15-45%。该抗高温降粘剂为水剂或粉剂。
所述的乙烯基共聚物为：丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐中的任意两种或三种混合物进行共聚，制备粘均分子量在4000-8000的聚合物。
所述的聚胺盐为：二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的任意一种或多种的混合物再与环氧氯丙烷形成的聚胺盐。
一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、乙烯基共聚物的制备；
将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐的两种或三种作为单体溶解于水备用。然后将引发剂溶液于水备用，引发剂为无机过氧类引发剂，比如可采用过硫酸铵或者过硫酸钾。再将链转移剂溶于水中，然后加入到反应釜中，链转移剂可以选用异丙醇。然后将体系升温至60℃，将单体和引发剂分别缓慢加到反应釜中，控制温度低于70℃。加完后，再升温至90℃，反应两个小时，用碱液调节pH值到7-8，采用的碱液可为氢氧化钠溶液，得到乙烯基聚合物水溶液。
（2）、聚胺盐制备工艺：在30℃条件下，向二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺的一种或多种的水溶液中缓慢加入环氧氯丙烷。加完后升温至60℃反应两个小时，得到聚胺盐水溶液。
（3）、将步骤（1）中所得到的乙烯基聚合物水溶液和步骤（2）中所得的聚胺盐水溶液进行复配。按质量比计，乙烯基聚合物水溶液：聚胺盐水溶液为3:1，两者混合均匀，得到降粘剂产品
与现有技术相比，本发明的有益效果为：水基钻井液加入制备的降粘剂，在250℃老化16小时，仍具有良好的流变性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例并不限制本发明的范围，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
实施例1：
1. 产品制备
第一步乙烯基聚合物制备
将120公斤水、4公斤链转移剂异丙醇加入1000升反应釜；
将150公斤丙烯酸、70公斤 2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸溶于180公斤水中；
将15公斤引发剂过硫酸铵溶于250公斤水中；
反应釜温度控制在60℃-70℃，在1小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜中；然后升温到90℃，反应2小时；用氢氧化钠溶液调节pH到8-9，得到固含量约35%的乙烯基聚合物水溶液。固含量是指在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。聚合物粘均分子量为6000。
第二步聚胺盐制备
在500升反应釜中加入200公斤40%二甲胺溶液，缓慢向反应釜加入100公斤环氧氯丙烷，控制温度在30℃以下；加完后升温至60℃，反应两个小时，得到固含量约60%的聚胺盐水溶液。
第三步产品复配
上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水溶液按照3:1复配，搅拌均匀。即得到固含量约40%的降粘剂产品。
2.抗温能力评估
基浆：室温下，在1升水中，加入5克碳酸钠，100克膨润土，高速搅拌20分钟，室温下放置养护24小时，得到基浆。
依据《GB/T16783.1-2006 石油天然气工业 钻井液现场测试 第1部分：水基钻井液》测试基浆流变性能（表观粘度AV、塑性粘度PV、动切力YP、100r/min读值Φ100）。将降粘剂加入到基浆中，高搅5分钟，测试流变性能。以质量比计，粉剂降粘剂：基浆中水为3:1000。基浆和加入样品基浆在一定温度滚动老化16小时后，室温下高速搅拌5分钟，测定流变性能。
表1 基浆流变性能
| 老化条件 | AV（mPa·s) | PV（mPa·s) | YP（Pa) | Φ100 |
| 室温 | 41.5 | 1.0 | 40.5 | 80.0 |
| 200℃ | 109.0 | 19.0 | 90.0 | 185.0 |
| 230℃ | 117.0 | 16.0 | 101.0 | 185.0 |
| 250℃ | 146.0 | 29.0 | 117.0 | 183.0 |
表2 加入0.3%降粘剂后基浆流变性能
| 老化条件 | AV（mPa·s) | PV（mPa·s) | YP（Pa) | Φ100 |
| 室温 | 13.0 | 7.0 | 6.0 | 12.0 |
| 200℃ | 26.0 | 22.0 | 4.0 | 12.0 |
| 230℃ | 33.0 | 26.0 | 7.0 | 18.0 |
| 250℃ | 34.0 | 27.0 | 7.0 | 19.0 |
实施例2：
第一步乙烯基聚合物制备：
将120公斤水、4公斤链转移剂异丙醇加入1000升反应釜；
将150公斤丙烯酸、70公斤 2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸溶于180公斤水中；
将12公斤引发剂过硫酸钾溶于250公斤水中；
反应釜温度控制在60℃-70℃，在1小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜中；然后升温到90℃，反应2小时；用氢氧化钠溶液调节pH到8-9，得到固含量约35%乙烯基聚合物水溶液。聚合物粘均分子量为6000。
第二步聚胺盐制备
在500升反应釜中加入200公斤40%乙二胺溶液，缓慢向反应釜加入100公斤环氧氯丙烷，控制温度在30℃以下；加完后升温至60℃，反应两个小时，得到固含量约60%的水溶性聚胺盐产品。
第三步产品复配
上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水溶液按照质量比3:1复配，搅拌均匀。即得到固含量约40%降粘剂产品。
实施例3：
第一步乙烯基聚合物制备
将120公斤水、4公斤链转移剂异丙醇加入1000升反应釜；
将110公斤丙烯酸、70公斤 2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸、40公斤马来酸酐溶于180公斤水中；
将16公斤引发剂过硫酸铵溶于250公斤水中；
反应釜温度控制在60℃-70℃，在1小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜中；然后升温到90℃，反应2小时；用氢氧化钠溶液调节pH到8-9，得到固含量约35%乙烯基聚合物 水溶液。聚合物粘均分子量为4500。
第二步聚胺盐制备
在500升反应釜中加入200公斤40%二甲胺溶液，缓慢向反应釜加入100公斤环氧氯丙烷，控制温度在30℃以下；加完后升温至60℃，反应两个小时，得到固含量约60%的聚胺盐水溶液。
第三步产品复配
上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水液按照质量比3:1复配，搅拌均匀，喷雾干燥后得到粉剂产品。
Claims (2)
1.一种水基钻井液用抗高温降粘剂，其特征在于：由乙烯基共聚物和聚胺盐两种组分组成，以质量百分含量计，乙烯基共聚物的含量为55-85%，聚胺盐的百分含量为15-45%；所述的乙烯基共聚物为：丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐中的任意两种或三种的混合物作单体制备的二元或三元共聚物；所述的聚胺盐为：二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺的任意一种或多种的混合物再与环氧氯丙烷制备的聚胺盐；
该水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）、乙烯基共聚物的制备；
将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐的两种或三种作为单体溶解于水备用；然后将引发剂溶于水备用，引发剂为无机过氧类引发剂，采用过硫酸铵或者过硫酸钾；再将链转移剂溶于水中，然后加入到反应釜中，链转移剂选用异丙醇；然后将体系升温至60℃，将单体和引发剂分别缓慢加到反应釜中，控制温度低于70℃；加完后，再升温至90℃，反应两个小时，用碱液调节pH值到7-8，采用的碱液为氢氧化钠溶液，得到乙烯基聚合物水溶液；
（2）、聚胺盐制备工艺：
在30℃条件下，向二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺的一种或多种的水溶液中缓慢加入环氧氯丙烷；加完后升温至60℃反应两个小时，得到聚胺盐水溶液；
（3）、将步骤（1）中所得到的乙烯基聚合物水溶液和步骤（2）中所得的聚
胺盐水溶液进行复配；按质量比计，乙烯基聚合物水溶液：聚胺盐水溶液为3:1，两者混合均匀，得到降粘剂产品；将水基钻井液用抗高温降粘剂加入钻井液，经250℃高温老化后的钻井液仍保持较好流变性能。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温降粘剂，其特征在于：该抗高温降粘剂为水剂或为粉剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310045233.9A CN103087689B (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310045233.9A CN103087689B (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103087689A CN103087689A (zh) | 2013-05-08 |
| CN103087689B true CN103087689B (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=48200836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310045233.9A Expired - Fee Related CN103087689B (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103087689B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107828016B (zh) * | 2017-11-14 | 2020-04-03 | 江苏师范大学 | 一种钻井液用降粘剂的制备方法 |
| CN110184039A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-30 | 河北硅谷化工有限公司 | 钻井液用抗高温降粘剂 |
| CN113845650B (zh) * | 2021-09-07 | 2023-02-07 | 山东滨州昱诚化工科技有限公司 | 一种钻井液用降粘剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4158521A (en) * | 1978-06-26 | 1979-06-19 | The Western Company Of North America | Method of stabilizing clay formations |
| CN101613291A (zh) * | 2009-07-31 | 2009-12-30 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院 | 水溶性相渗透降粘剂及其制备方法 |
| CN102504246A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 聚环氧氯丙烷-二乙醇胺防塌抑制剂的实验室制备方法 |
-
2013
- 2013-02-05 CN CN201310045233.9A patent/CN103087689B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4158521A (en) * | 1978-06-26 | 1979-06-19 | The Western Company Of North America | Method of stabilizing clay formations |
| CN101613291A (zh) * | 2009-07-31 | 2009-12-30 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院 | 水溶性相渗透降粘剂及其制备方法 |
| CN102504246A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 聚环氧氯丙烷-二乙醇胺防塌抑制剂的实验室制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王中华等.AMPS-AA共聚物降粘剂.《油田化学品实用手册》.中国石化出版社,2004,第118页. * |
| 王中华等.降粘剂.《油田化学品手册实用手册》.中国石化出版社,2004,第118页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103087689A (zh) | 2013-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104692700B (zh) | 徐放保坍型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法 | |
| CN102191027A (zh) | 一种耐高温分散型油井水泥降失水剂及制备方法 | |
| CN103666433B (zh) | 用于高温油藏提高采收率的驱油剂组合物及其制备方法 | |
| CN105254822B (zh) | 一种聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN105461866B (zh) | 一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN102115514A (zh) | 一种酸液稠化剂的制备 | |
| CN103087689B (zh) | 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 | |
| CN105670582A (zh) | 油田固井用耐高温大温差水泥浆体的制备方法 | |
| CN105199059A (zh) | 一种油田钻井液用无铬降粘剂及其制备方法 | |
| CN102093505A (zh) | 一种星形聚合物的制备方法 | |
| CN107629768A (zh) | 一种耐超高温水基钻井液 | |
| CN104371074A (zh) | 一种低温高浓度聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN101735783A (zh) | 一种高温油井用聚合物缓凝剂及制备方法 | |
| CN104356292B (zh) | 一种阳离子聚丙烯酰胺水乳液产品的制备方法 | |
| CN104559964A (zh) | 钻井液用提切降滤失剂及其制备方法 | |
| CN105694832A (zh) | 油田固井用耐高温大温差的水泥浆体 | |
| CN104558365B (zh) | 可熔性聚四氟乙烯的制备方法 | |
| CN109554170B (zh) | 一种抗钙抗高温钻井液降滤失剂及其制备方法 | |
| CN109054781A (zh) | 钻井液用稀释剂硅醚聚合物及其制备方法 | |
| CN111217959B (zh) | 耐温抗盐速溶型驱油用聚丙烯酰胺及其制备方法和应用 | |
| CN105293981A (zh) | 坍落度保持剂及其制备方法 | |
| CN104744623B (zh) | 一种混凝土和易性调节剂及其制备方法 | |
| CN107759729B (zh) | 一种钻井液用耐温耐盐增黏剂、制备方法及应用 | |
| CN105271905B (zh) | 坍落度保持剂及其制备方法 | |
| CN114085315A (zh) | 一种耐高温乳液型酸液稠化剂及其制备方法 |
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 | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170227 Address after: 621000, Sichuan Province, the Water Conservancy Scenic Area of the CMC on the third floor of the building, the administrative committee of Mianyang Patentee after: Sichuan Renzhi Petrochemical Technology Co., Ltd. Address before: 621000 Mianyang city of Sichuan Province, No. 116 Binhe Road East Patentee before: Sichuan Renzhi Oilfield Technology Services Co., Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150610 Termination date: 20200205 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |