CN103130953A - 一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法：先将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和聚乙烯吡咯烷酮溶解为混合水溶液，将温度升至30-40℃再加入二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解后，加入氢氧化钾水溶液，调节pH值为7-8之间，通氮气保护，再加入偶氮二异丁腈引发剂充分搅拌溶解后，加热引发爆聚，恒温反应，得到白色弹性固态产物，切割破碎，恒温干燥；粉碎、过筛，得到钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。该产品可以在220℃深井高温条件下用作饱和盐水钻井液降滤失剂；其提高了抗温能力，稳定钻井液的高温高压滤失造壁性和抗盐钙侵的性能，适合于高温深井盐岩层、盐膏层及强水敏泥页岩地层的钻井液中使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井液处理剂的制备，特别涉及一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法。
背景技术
随着油气钻探的不断深入，钻井深度越来越深，地层温度越来越高，钻遇的地层越来越复杂，特别是强水敏的泥页岩地层、盐岩层、盐膏层越来越多，钻井的难度也越来越大，对钻井液性能，尤其是抗温性、抑制性提出了更高的要求。为了有效解决复杂地层深井钻井过程的井壁稳定问题，常选用抗高温的盐水或饱和盐水钻井液。这就要求钻井液处理剂同时具有耐高温、抗盐的性能。但目前大多数抗高温的处理剂不抗盐，抗盐处理剂不耐高温。尽管近年来国内外开展了一些共聚物类降滤失剂的研究，然而到目前为止还没有出现能够在220℃以上高温条件下抗饱和盐的降滤失剂产品，所以有必要研制开发一种耐温220℃以上、抗饱和盐的新型降滤失剂。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法。
其技术方案是包括以下步骤制成：
1）向反应釜中加入35-45重量份的水，将30-40重量份丙烯酰胺、10-15重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中搅拌溶解为总质量百分比浓度为55%-60%的混合水溶液，将温度升至30-40℃；
2）加入4-6重量份二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解；
3）加入氢氧化钾水溶液，调节pH值为7-8之间；
4）通氮气保护20-30min；
5）加入1-2重量份质量百分比浓度为10%的引发剂——偶氮二异丁腈引发剂；
6）将以上溶液加热到40-50℃，引发爆聚，恒温10-20min，得到白色弹性固态产物；
7）将得到的产物切割破碎，恒温干燥；粉碎、过筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。
上述的氢氧化钾水溶液采用质量百分比浓度为20%的氢氧化钾水溶液。
步骤7）中，恒温105℃干燥1-2h，粉碎，过100目筛，得到白色粉末状的产物。
本发明的有益效果是：该处理剂是由丙烯酰胺（AM，工业聚合级）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS，工业聚合级）、聚乙烯吡咯烷酮（NVP，工业聚合级）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC，工业聚合级），在水溶液中共聚而成一种多元共聚物，分子链上含有-CONH2（在高温下水解为-COO-）、-SO3-、阳离子铵基团以及刚性基团等官能团，这些基团均具有较强的亲水性，具有高的抗盐能力，阳离子铵基团在带负电的粘土表面具有良好的吸附性；-SO3-属于抗高温水化基团，能提高共聚物的热稳定性；-CO-与钻井液处理剂分子链上的羟基、羧基等形成氢键，提高了脱附物理吸附水的难度；刚性基团增加了分子链耐高温剪切破坏作用，从而提高水基钻井液处理剂的抗温能力，稳定钻井液的高温高压滤失造壁性和抗盐钙侵的性能，适合于高温深井盐岩层、盐膏层及强水敏泥页岩地层的钻井液中使用。
具体实施方式
实施例1：一种钻井液高温护胶防塌降滤失剂，其制备方法为：
1）向反应釜中加入35克的水，将30克丙烯酰胺、10克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3克聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中搅拌溶解为总质量百分比浓度为55%的混合水溶液，将温度升至40℃；
2）加入4克二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解；
3）加入质量百分比浓度为20%的氢氧化钾水溶液，调节pH值为8之间；
4）通氮气保护20min；
5）加入1克质量百分比浓度为10%的引发剂——偶氮二异丁腈引发剂；
6）将以上溶液加热到40℃，引发爆聚，恒温20min，得到白色弹性固态产物；
7）将得到的产物切割破碎，恒温105℃左右干燥2h；粉碎、过100目筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。
实施例2：一种钻井液高温护胶防塌降滤失剂，其制备方法为：
1）向反应釜中加入40克的水，将35克丙烯酰胺、13克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4克聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中搅拌溶解为总质量百分比浓度为56%的混合水溶液，将温度升至35℃；
2）加入5克二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解；
3）加入质量百分比浓度为20%的氢氧化钾水溶液，调节pH值为7.5之间；
4）通氮气保护25min；
5）加入1.5克质量百分比浓度为10%的引发剂——偶氮二异丁腈引发剂；
6）将以上溶液加热到45℃，引发爆聚，恒温15min，得到白色弹性固态产物；
7）将得到的产物切割破碎，恒温105℃左右干燥1.5h；粉碎、过100目筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。
实施例3：一种钻井液高温护胶防塌降滤失剂，其制备方法为：
1）向反应釜中加入45克的水，将40克丙烯酰胺、15克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中搅拌溶解为总质量百分比浓度为57%的混合水溶液，将温度升至40℃；
2）加入6克二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解；
3）加入质量百分比浓度为20%的氢氧化钾水溶液，调节pH值为7之间；
4）通氮气保护30min；
5）加入2克质量百分比浓度为10%的引发剂——偶氮二异丁腈引发剂；
6）将以上溶液加热到40℃，引发爆聚，恒温10min，得到白色弹性固态产物；
7）将得到的产物切割破碎，恒温105℃左右干燥1h；粉碎、过100目筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。
性能实验：
1）基浆配制：按饱和盐水:评价土:碳酸钠=350:35.0:1.0的比例配制基浆，高速搅拌20min，测基浆的滤失量，其值应在（100±10）mL范围内，否则应调整评价土的加量。
2）饱和盐水滤失量测定：取配好的基浆350mL两份，分别加入5.25g试样高速搅拌20min。其中一份在室温下养护16h，另一份装入高温罐，于220℃下热滚16h后冷却取出。将两份待测浆高速搅拌20min，按GB/T16783.1测定220℃老化前后的API中压滤失量（0.7 MPa/30min）。结果如表1所示。
表1 三个实施例制备样品的性能评价实验数据
由表1性能评价数据可以看出，实施例1结果最好，实施例2和3大致相同，三种样品在饱和盐水浆中220℃老化前后滤失量差别不大，说明三种样品均能在饱和盐水中抗220℃高温。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法，其特征是包括以下步骤制成：
1）向反应釜中加入35-45重量份的水，将30-40重量份丙烯酰胺、10-15重量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入反应釜中搅拌溶解为总质量百分比浓度为55%-60%的混合水溶液，将温度升至30-40℃；
2）加入4-6重量份二甲基二烯丙基氯化铵充分搅拌溶解；
3）加入氢氧化钾水溶液，调节pH值为7-8之间；
4）通氮气保护20-30min；
5）加入1-2重量份质量百分比浓度为10%的引发剂——偶氮二异丁腈引发剂；
6）将以上溶液加热到40-50℃，引发爆聚，恒温10-20min，得到白色弹性固态产物；
7）将得到的产物切割破碎，恒温干燥；粉碎、过筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂。
2.根据权利要求1所述的钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法，其特征是：所述的氢氧化钾水溶液采用质量百分比浓度为20%的氢氧化钾水溶液。
3.根据权利要求1所述的钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法，其特征是：步骤7）中，恒温105℃干燥1-2h，粉碎，过100目筛，得到白色粉末状的产物。
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