CN104031622A - 一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂及其制备方法，属于石油工业钻井液处理剂技术领域。该抗盐降滤失剂包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠8~12份、铬腐殖酸35~50份、葛粉20~30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸80~100份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺50~70份、引发剂1.2~2.0份、氢氧化钠10~20份、水600~800份。本发明使用方便，工艺简单，制得的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，不仅具有良好的降滤失作用，还具有良好的抗温和抗盐作用；同时，本发明产品具有一定的抗钙、镁污染的能力，防塌效果较好，能有效地控制地层造浆、抑制粘土和钻屑的分散，并且还具有絮凝和包被作用，易于推广。

Description

一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油工业钻井液处理剂技术领域，具体涉及一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂及其制备方法。
背景技术
随着矿产资源勘探技术的快速发展，地质勘探的难度越来越大，不仅井越钻越深，而且井型越来越复杂。为了有效提高钻井速度，提高钻井质量，钻井液处理剂对钻井液性能稳定和维护具有重要意义。钻井液降滤失剂是一类用量最大、发展最快的钻井液添加剂。
在钻井过程中，由于压差的作用，钻井液中的水分不可避免地通过井壁滤失到地层中，造成钻井液失水。随着水分进入地层，钻井液中粘土颗粒便附着在井壁上形成“滤饼”，形成一个滤饼井壁。由于滤饼井壁比原来的井壁致密得多，所以它一方面阻止了钻井液的进一步失水，一方面起到了保护井壁的作用。但是在滤饼井壁形成的过程中，滤失的水分过多，滤饼过厚，细粘土颗粒随水分进入地层等都会影响正常钻井，并对地层造成伤害。
在钻井过程中，滤失量太大时，钻井液会引起页岩水化膨胀，导致井壁不稳定和各种复杂情况的发生，钻遇储层还会对油气层损害，同时随着滤失量的增加，钻井液中的液相就会减少，导致钻井液的流变性变坏，从而影响钻井的进度和资源的开发。在钻井液中加入降滤失剂后，不仅可以改善钻井液的流变性，而且在钻井时可以在井壁上形成薄而致密的滤饼，尽可能降低滤失对地层的影响。
目前国内外的钻井液用降滤失剂主要分为天然改性高分子类、合成聚合物类以及合成树脂类。但是市场上的降滤失剂普遍存在抗温性能不强，抗盐性差等问题，因此如何克服现有技术的不足是目前高分子材料技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂及其制备方法，该制备方法简单，制得的降滤失剂不仅具有良好的降滤失作用，还具有良好的抗温、抗盐和防塌作用。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠8~12份、铬腐殖酸35~50份、葛粉20~30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸80~100份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺50~70份、引发剂1.2~2.0份、氢氧化钠10~20份、水600~800份。
所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠9~11份、铬腐殖酸38~45份、葛粉22~28份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸88~95份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺54~62份、引发剂1.5~1.8份、氢氧化钠12~18份、水660~750份。
所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠10份、铬腐殖酸42份、葛粉24份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸89份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺58份、引发剂1.7份、氢氧化钠16份、水715份。
所述的引发剂为无机引发剂。
所述的无机引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
本发明还提供一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将葛粉用水调和均匀，水量为总水量的1/3，在搅拌下于65~78℃糊化1~2h后，降至室温；
步骤（2），将糊化后的葛粉和海藻酸钠一起加入反应釜中，然后向其中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和总水量1/2的水，接着将氢氧化钠溶于剩余的水中并加入反应釜，再加入N,N'-甲撑双丙烯酰胺，待其完全溶解后向其中加入铬腐殖酸搅拌至混合均匀，升温至55~65℃，氮气氛围下，加入引发剂，反应0.5~2h，得到凝胶状产物，最后剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到本发明的用于钻井液中的抗盐降滤失剂。
步骤（2）所述的烘干温度为80~100℃。
本发明的降滤失剂的使用方法为将本发明的降滤失剂配制成1~2%的胶液，然后再慢慢加入钻井液中。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明用于钻井液中的抗盐降滤失剂，不仅具有良好的降滤失作用，还具有良好的抗温和抗盐作用；（2）本发明产品具有一定的抗钙、镁污染的能力，防塌效果较好，能有效地控制地层造浆、抑制粘土和钻屑的分散，同时还具有絮凝和包被作用；（3）本发明工艺简单，使用方便，易于推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠8份、铬腐殖酸35份、葛粉20份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸80份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺50份、过硫酸钾1.2份、氢氧化钠10份、水600份。
本实施例用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将葛粉用水调和均匀，水量为总水量的1/3，在搅拌下于65℃糊化1h后，降至室温；
步骤（2），将糊化后的葛粉和海藻酸钠一起加入反应釜中，然后向其中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和总水量1/2的水，接着将氢氧化钠溶于剩余的水中并加入反应釜，再加入N,N'-甲撑双丙烯酰胺，待其完全溶解后向其中加入铬腐殖酸搅拌至混合均匀，升温至55℃，氮气氛围下，加入过硫酸钾，反应0.5h，得到凝胶状产物，最后剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到本发明的用于钻井液中的抗盐降滤失剂；其中，所述的烘干温度为80℃。
实施例2
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠12份、铬腐殖酸50份、葛粉30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸100份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺70份、过硫酸钠2.0份、氢氧化钠20份、水800份。
本实施例用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将葛粉用水调和均匀，水量为总水量的1/3，在搅拌下于78℃糊化2h后，降至室温；
步骤（2），将糊化后的葛粉和海藻酸钠一起加入反应釜中，然后向其中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和总水量1/2的水，接着将氢氧化钠溶于剩余的水中并加入反应釜，再加入N,N'-甲撑双丙烯酰胺，待其完全溶解后向其中加入铬腐殖酸搅拌至混合均匀，升温至65℃，氮气氛围下，加入过硫酸钠，反应2h，得到凝胶状产物，最后剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到本发明的用于钻井液中的抗盐降滤失剂；其中，所述的烘干温度为100℃。
实施例3
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠9份、铬腐殖酸38份、葛粉22份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸88份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺54份、过硫酸铵1.5份、氢氧化钠12份、水660份。
本实施例用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将葛粉用水调和均匀，水量为总水量的1/3，在搅拌下于60℃糊化1.5h后，降至室温；
步骤（2），将糊化后的葛粉和海藻酸钠一起加入反应釜中，然后向其中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和总水量1/2的水，接着将氢氧化钠溶于剩余的水中并加入反应釜，再加入N,N'-甲撑双丙烯酰胺，待其完全溶解后向其中加入铬腐殖酸搅拌至混合均匀，升温至61℃，氮气氛围下，加入过硫酸铵，反应1h，得到凝胶状产物，最后剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到本发明的用于钻井液中的抗盐降滤失剂；其中，所述的烘干温度为90℃。
实施例4
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠11份、铬腐殖酸45份、葛粉28份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸95份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺62份、过硫酸铵1.8份、氢氧化钠18份、水750份。
本实施例用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例5
一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠10份、铬腐殖酸42份、葛粉24份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸89份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺58份、引发剂1.7份、氢氧化钠16份、水715份。
本实施例用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法与实施例2的制备方法相同
性能测试
向1000mL 去离子水中加入30g 膨润土和2g 无水碳酸钠，搅拌均匀，室温预水化24小时，得到淡水基浆；向淡水基浆中加入其质量1% 的降滤失剂，搅拌均匀，制备成钻井液。用GRL-9 型变频式高温磙子炉在200℃下对制备的钻井液进行热老化实验16 小时，再分别用ZNN-D6A 型六速粘度仪和ZNS-5A 型API 中压失水仪测试老化前后钻井液的流变性和API 滤失量。测试结果见表1。
表1 本发明降滤失剂对钻井液性能的影响
由表1可见，本发明降滤失剂不仅具有较好的降滤失性能，而且具有良好的抗高温性能。

Claims (7)

1.一种用于钻井液中的抗盐降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠8~12份、铬腐殖酸35~50份、葛粉20~30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸80~100份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺50~70份、引发剂1.2~2.0份、氢氧化钠10~20份、水600~800份。
2.根据权利要求1所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠9~11份、铬腐殖酸38~45份、葛粉22~28份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸88~95份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺54~62份、引发剂1.5~1.8份、氢氧化钠12~18份、水660~750份。
3.根据权利要求1所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：海藻酸钠10份、铬腐殖酸42份、葛粉24份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸89份、N,N'-甲撑双丙烯酰胺58份、引发剂1.7份、氢氧化钠16份、水715份。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，其特征在于所述的引发剂为无机引发剂。
5.根据权利要求4所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂，其特征在于所述的所述的无机引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
6.权利要求1~3所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤（1），将葛粉用水调和均匀，水量为总水量的1/3，在搅拌下于65~78℃糊化1~2h后，降至室温；
步骤（2），将糊化后的葛粉和海藻酸钠一起加入反应釜中，然后向其中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和总水量1/2的水，接着将氢氧化钠溶于剩余的水中并加入反应釜，再加入N,N'-甲撑双丙烯酰胺，待其完全溶解后向其中加入铬腐殖酸搅拌至混合均匀，升温至55~65℃，氮气氛围下，加入引发剂，反应0.5~2h，得到凝胶状产物，最后剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到本发明的用于钻井液中的抗盐降滤失剂。
7.根据权利要求6所述的用于钻井液中的抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的烘干温度为80~100℃。
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