CN104312549A - 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104312549A
CN104312549A CN201410419906.7A CN201410419906A CN104312549A CN 104312549 A CN104312549 A CN 104312549A CN 201410419906 A CN201410419906 A CN 201410419906A CN 104312549 A CN104312549 A CN 104312549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
tackifier
drilling fluid
high density
base drilling
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
Application number
CN201410419906.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104312549B (zh
Inventor
马诚
谢俊
吕跃滨
万龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Original Assignee
China Petrochemical Corp
Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petrochemical Corp, Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd filed Critical China Petrochemical Corp
Priority to CN201410419906.7A priority Critical patent/CN104312549B/zh
Publication of CN104312549A publication Critical patent/CN104312549A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104312549B publication Critical patent/CN104312549B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • C08F291/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00 on to oxygen-containing macromolecules

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法，属油田化学技术领域。其结构通式为：式中：M为可聚合高分子；N为可聚合单体。本发明增粘剂可以在120℃、CaCl2浓度为25％的水溶液中保持良好的增粘性能，能够解决CaCl2水基钻井液粘度控制能力差的问题。同时本发明原料、溶剂安全环保、制备工艺经济简单，易于工业化。

Description

一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法，属油田化学技术领域。
背景技术
高浓度CaCl2水基钻井液(CaCl2浓度可达到15％)既有利于对油气层保护，又可以提供良好的井壁稳定性，该体系在胜利油田、中原油田、长城公司钻井液分公司得到广泛应用；国外Baroid钻井液公司和雪佛龙特殊化学品公司应用CaCl2/聚合物钻井体系很好的解决了井壁稳定的问题。
高浓度CaCl2条件下，膨润土因水化率低而失去提粘切作用，同时广泛使用的钻井液增粘剂如羧甲基纤维素、聚丙烯酸钾、80A51、PAC-141及FA-367等，由于Ca2+离子对其发生强烈的去水化作用而失效。CN1240795A、CN102372818A及CN102464761A公开的抗温抗盐聚合物增粘剂，主要是通过丙烯酰胺类聚合物中引入磺化基团或疏水基团而得，抗Ca2+离子不超过1％，抗温也低于100℃。专利申请20132051785.0一种油田用水溶性聚合物增粘剂是在120℃、浓度为15％的CaCl2水溶液中保持良好增粘效果，但难以在更高CaCl2浓度条件下实现对水基钻井液的增粘作用。
发明内容
本发明的目的是针对高浓度CaCl2条件下水基钻井液粘度控制能力不足的问题，提供一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂，同时提供了该水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法。
一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂，其结构通式为：
式中：x+y+z的取值范围为2000～2600；a+b+c的取值范围为2000～2600；M为可聚合高分子；N为可聚合单体。
水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将质量比为1：20～25的聚乙烯醇：去离子水的原料投入到反应器中，在温度为70～90℃条件下搅拌溶解1～3h，得到无色透明的聚乙烯醇水溶液；
(2)向步骤(1)所得的聚乙烯醇水溶液中通氮气除氧15～35min，于70～90℃温度下加入引发剂，引发剂用量为聚乙烯醇水溶液质量的0.05～0.2％，保温搅拌5～15min，得到无色或淡黄色水溶液；
(3)配制可聚合高分子M与可聚合单体N的混合物A，其中可聚合高分子M与可聚合单体N质量比为1：2～3；聚乙烯醇与混合物A的质量比为1：2～3；
(4)保温70～90℃，向步骤(2)所得溶液中加入混合物A，继续搅拌均匀后，静止反应2～5h后得到胶状物B；
(5)将步骤(4)所得胶状物经50～70℃下鼓风干燥、粉碎后，即得水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂。
所述的聚乙烯醇，其牌号为2099、2399、2488、2499或2699中的一种。
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或硝酸铈铵，
所述的引发剂也可以是过硫酸钾-亚硫酸氢钾或过硫酸铵-亚硫酸氢钠。
所述的可聚合高分子M为黄原胶、瓜尔胶、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素中的一种或混合物。
所述的可聚合单体N为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺或异丁基丙烯酰胺中的一种或混合物。
本发明的有益效果是：以水为反应溶剂，原料安全环保、工艺条件温和，所得本发明产品在120℃、25％CaCl2水溶液中热滚老化16h后保持良好的增粘性能，可有效改善高浓度CaCl2水基钻井液的流型。
具体实施方式
实施例1
在装有温度计、搅拌器的反应釜中加入5.0g聚乙烯醇2099和100ml去离子水，70℃下搅拌溶解3h，得到无色透明的聚乙烯醇水溶液；保持反应釜内温度，氮气置换及搅拌条件下将0.08g过硫酸铵加入到聚乙烯醇水溶液中保温反应5min；将8.0g黄原胶和16.0g丙烯酰胺混合物缓慢加入到溶液中，继续保温反应2h，得到淡黄色胶状物。经真空干燥、粉碎后即得本发明的增粘剂。在浓度为25％的氯化钙水溶液中添加2％的增粘剂，经120℃老化16h后，采用ZNN-D6型六速旋转黏度计在室温条件下其测试表观粘度为38mPa﹒s。
实施例2～7的实验和测试步骤与实施例1相同，具体实验条件及测试结果如下表1所示。
市售增粘剂产品的测试步骤与实施例1相同，具体测试结果如下表2所示。
表1 实施例2～7的实验条件及测试结果
表2 市售产品增粘性能测试结果
实验编号 增粘剂样品 分子量/(万)* 表观粘度/mPa.s
1 市售HPAM 》2500 10.5
2 市售聚丙烯酸钾 》500 10.0
3 市售80A51 》300 8.5
4 市售FA367 》200 7.0
注：*所示是按照GBT12005.10-92聚丙烯酰胺分子量测得(粘度法)测定特性粘数，并按照[η]＝3.73×10-4Mw0.66计算分子量。
CaCl2无土相钻井液的配制：高速搅拌条件下，在400ml清水中加入1.6g黄原胶，4g按实施例1合成增粘剂，6g淀粉CMS，8g超细钙，0.8g烧碱，6gPAC-LV，100gCaCl2。经120℃滚动老化16h后，室温条件下采用ZNND6型旋转黏度计测定钻井液的流变性，用ZNS型中压失水仪分别测定钻井液的流变性能和API滤失量。结果见表3：
表3 增粘剂在CaCl2无土相钻井液性能
注：AV：表观粘度，PV：塑性粘度，YP：动切力，YP/PV：动塑比，Gel：静切力，FLAPI：低温低压滤失量。
综上所述，本发明工艺流程简单、反应条件温和，在浓度为25％的CaCl2水溶液中表现出良好增粘性能，本发明用于钻井液技术领域，可有效改善高浓度CaCl2水基钻井液的流型。

Claims (7)

1.一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂，其特征是：所述的增粘剂含有以下结构通式：
式中：x+y+z的取值范围为2000～2600；a+b+c的取值范围为2000～2600；M为可聚合高分子；N为可聚合单体。
2.一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
(1)将质量比为1：20～25的聚乙烯醇：去离子水的原料投入到反应器中，在温度为70～90℃条件下搅拌溶解1～3h，得到无色透明的聚乙烯醇水溶液；
(2)向步骤(1)所得的聚乙烯醇水溶液中通氮气除氧15～35min，于70～90℃温度下加入引发剂，引发剂用量为聚乙烯醇水溶液质量的0.05～0.2％，保温搅拌5～15min，得到无色或淡黄色水溶液；
(3)配制可聚合高分子M与可聚合单体N的混合物A，其中可聚合高分子M与可聚合单体N质量比为1：2～3；聚乙烯醇与混合物A的质量比为1：2～3；
(4)保温70～90℃，向步骤(2)所得溶液中加入混合物A，继续搅拌均匀后，静止反应2～5h后得到胶状物B；
(5)将步骤(4)所得胶状物经50～70℃下鼓风干燥、粉碎后，即得水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂。
3.如权利要求2所述的一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：所述的聚乙烯醇牌号为2099、2399、2488、2499或2699中的一种。
4.如权利要求2所述的一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或硝酸铈铵。
5.如权利要求2所述的一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂也可以是过硫酸钾-亚硫酸氢钾或过硫酸铵-亚硫酸氢钠。
6.如权利要求2所述的一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：所述的可聚合高分子M为黄原胶、瓜尔胶、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素中的一种或混合物。
7.如权利要求2所述的一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂的制备方法，其特征在于：所述的可聚合单体N为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺或异丁基丙烯酰胺中的一种或混合物。
CN201410419906.7A 2014-08-22 2014-08-22 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN104312549B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410419906.7A CN104312549B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410419906.7A CN104312549B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104312549A true CN104312549A (zh) 2015-01-28
CN104312549B CN104312549B (zh) 2019-08-23

Family

ID=52367871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410419906.7A Expired - Fee Related CN104312549B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104312549B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041900A (zh) * 2019-04-19 2019-07-23 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种改性多糖环保提粘切剂及其制备方法和应用
CN114181676A (zh) * 2021-06-30 2022-03-15 中国石油天然气集团有限公司 一种流型调节剂及其制备方法与深水水基恒流变钻井液

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102558425A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国海洋石油总公司 一种增粘剂、含有该增粘剂的钻井液及其储备液
CN104140790A (zh) * 2013-10-28 2014-11-12 中国石油化工集团公司 一种油田用水溶性聚合物增粘剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102558425A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国海洋石油总公司 一种增粘剂、含有该增粘剂的钻井液及其储备液
CN104140790A (zh) * 2013-10-28 2014-11-12 中国石油化工集团公司 一种油田用水溶性聚合物增粘剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭文杰: "新型耐盐型增稠剂的制备与表征", 《中国期刊网中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110041900A (zh) * 2019-04-19 2019-07-23 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种改性多糖环保提粘切剂及其制备方法和应用
CN110041900B (zh) * 2019-04-19 2021-11-12 中国石油天然气集团有限公司 一种改性多糖环保提粘切剂及其制备方法和应用
CN114181676A (zh) * 2021-06-30 2022-03-15 中国石油天然气集团有限公司 一种流型调节剂及其制备方法与深水水基恒流变钻井液

Also Published As

Publication number Publication date
CN104312549B (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104448125B (zh) 两性疏水缔合聚合物及其制备方法
CN104448128B (zh) 适用于高温高盐苛刻油藏的聚合物流度控制剂及其制备方法
CN104449636B (zh) 适用于高温高盐苛刻油藏提高采收率的驱油剂及其制备方法
CN104448130B (zh) 油田用耐温抗盐共聚物、制备方法及应用
CN103320114A (zh) 一种多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂及制备方法
CN103131404A (zh) 两性离子型聚合物水基压裂液稠化剂及其制备方法
CN102604623B (zh) AM/NaAA/NAC水溶性聚合物驱油剂及合成方法
CN107586360B (zh) 一种星型聚丙烯酰胺共聚物及其制备方法和钻井液
CN103421137A (zh) 耐高温驱油用聚丙烯酰胺的制备方法
CN104650827A (zh) 抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液
CN105646776A (zh) 一种疏水缔合聚合物及其制备方法
CN104388063A (zh) 一种钻井液用微交联聚合物类降滤失剂及其制备方法
CN108676129B (zh) 一种梳型结构两性离子聚合物降滤失剂及其制备方法
CN103555311A (zh) AM/NaAA/APO三元聚合物驱油剂及合成
CN105176499A (zh) 一种抗高温、抗高浓度盐降滤失剂及制备方法
CN104140790B (zh) 一种油田用水溶性聚合物增粘剂及其制备方法
CN105461855A (zh) 一种疏水缔合聚合物及其制备方法
CN103130953A (zh) 一种钻井液用抗高温抗饱和盐降滤失剂的制备方法
CN104312549A (zh) 一种水基钻井液用抗高浓度CaCl2增粘剂及其制备方法
CN105038733A (zh) 一种钻井液用抗高温聚合物增粘剂及其制备方法
CN102391849B (zh) 一种咪唑类聚合物驱油剂及其合成方法
CN103710016A (zh) 一种干粉型结构流体减阻剂及其制备方法
CN108949124A (zh) 一种成胶聚合物及其制备方法、聚合物弱凝胶钻井液
CN113667072A (zh) 一种耐盐型疏水聚合物的制备方法及应用
CN110016324A (zh) 一种耐高温水基钻井液提切剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190823

Termination date: 20200822

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee