CN104449595A - 一种用于钻井液中的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。该钻井液中的降滤失剂包括按照重量份数计的如下原料：天然沥青8-20份、甲叉双丙烯酰胺5-8份、马来酸酐3-5份、甲基丙烯酸异辛酯6-10份、亚硫酸氢钠0.02-0.06份、腐植酸钠3-5份、黄原胶5-8份、聚丙烯酸4-6份、三氯叔丁醇0.5-1份、依地酸二钠0.1-0.3份、三乙醇胺1-5份、季戊四醇10-15份、乙酸乙酯50-80份。本发明产品不仅具有良好的降滤失作用，还具有良好的抗温、抗盐、防塌和润滑等特点。
Description
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降滤失剂及其制备方法。
背景技术
钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
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。因此，常常需要添加降滤失剂以解决上述技术问题。
目前国内外的钻井液用降滤失剂主要分为合成聚合物类、天然改性高分子类和合成树脂类。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石油工业钻井液处理剂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、防塌和润滑等特点。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青8-20份、甲叉双丙烯酰胺5-8份、马来酸酐3-5份、甲基丙烯酸异辛酯6-10份、亚硫酸氢钠0.02-0.06份、腐植酸钠3-5份、黄原胶5-8份、聚丙烯酸4-6份、三氯叔丁醇0.5-1份、依地酸二钠0.1-0.3份、三乙醇胺1-5份、季戊四醇10-15份、乙酸乙酯50-80份。
进一步，优选的是所述的用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青12份、甲叉双丙烯酰胺6份、马来酸酐4份、甲基丙烯酸异辛酯8份、亚硫酸氢钠0.04份、腐植酸钠4份、黄原胶7份、聚丙烯酸5份、三氯叔丁醇0.7份、依地酸二钠0.2份、三乙醇胺3份、季戊四醇14份、乙酸乙酯58份。
进一步，优选的是所述的用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青17份、甲叉双丙烯酰胺7份、马来酸酐4.6份、甲基丙烯酸异辛酯9份、亚硫酸氢钠0.05份、腐植酸钠3.6份、黄原胶6.5份、聚丙烯酸4.7份、三氯叔丁醇0.8份、依地酸二钠0.25份、三乙醇胺2份、季戊四醇12份、乙酸乙酯71份。
本发明还提供一种用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至65-75℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应1-2h；
步骤(2)，向步骤(1)的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌10-20min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至30-40℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声10-20min后，剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
进一步，优选的是步骤(2)所述的烘干温度为85-95℃。
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、防塌和润滑等特点；(2)本发明产品本发明可应用于高压、高温或钻遇盐膏层的探井、深井及水平井中；(3)本发明制备方法和所需设备条件简单，易于实施，能大幅度降低钻井液成本，可获得良好的经济效益和社会效益。
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降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青8份、甲叉双丙烯酰胺5份、马来酸酐3份、甲基丙烯酸异辛酯6份、亚硫酸氢钠0.02份、腐植酸钠3份、黄原胶5份、聚丙烯酸4份、三氯叔丁醇0.5份、依地酸二钠0.1份、三乙醇胺1份、季戊四醇10份、乙酸乙酯50份。
本发实施例用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至65℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应1h；
步骤(2)，向步骤(1)的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌10min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至30℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声10min后，剪切，造粒，于85℃烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
实施例2
一种用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青20份、甲叉双丙烯酰胺8份、马来酸酐5份、甲基丙烯酸异辛酯10份、亚硫酸氢钠0.06份、腐植酸钠5份、黄原胶8份、聚丙烯酸6份、三氯叔丁醇1份、依地酸二钠0.3份、三乙醇胺5份、季戊四醇15份、乙酸乙酯80份。
本发实施例用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至75℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应2h；
步骤(2)，向步骤(1)的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌20min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至40℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声20min后，剪切，造粒，于95℃烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
实施例3
一种用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青12份、甲叉双丙烯酰胺6份、马来酸酐4份、甲基丙烯酸异辛酯8份、亚硫酸氢钠0.04份、腐植酸钠4份、黄原胶7份、聚丙烯酸5份、三氯叔丁醇0.7份、依地酸二钠0.2份、三乙醇胺3份、季戊四醇14份、乙酸乙酯58份。
本发实施例用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至70℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应1.3h；
步骤(2)，向步骤(1)的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌18min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至35℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声13min后，剪切，造粒，于90℃烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
实施例4
一种用于钻井液中的降滤失剂，包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青17份、甲叉双丙烯酰胺7份、马来酸酐4.6份、甲基丙烯酸异辛酯9份、亚硫酸氢钠0.05份、腐植酸钠3.6份、黄原胶6.5份、聚丙烯酸4.7份、三氯叔丁醇0.8份、依地酸二钠0.25份、三乙醇胺2份、季戊四醇12份、乙酸乙酯71份。
本发实施例用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至68℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应1.4h；
步骤(2)，向步骤(1)的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌11min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至37℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声19min后，剪切，造粒，于92℃烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
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
由表1可见，实施例1-4产品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 (5)
1.一种用于钻井液中的降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青8-20份、甲叉双丙烯酰胺5-8份、马来酸酐3-5份、甲基丙烯酸异辛酯6-10份、亚硫酸氢钠0.02-0.06份、腐植酸钠3-5份、黄原胶5-8份、聚丙烯酸4-6份、三氯叔丁醇0.5-1份、依地酸二钠0.1-0.3份、三乙醇胺1-5份、季戊四醇10-15份、乙酸乙酯50-80份。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井液中的降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青12份、甲叉双丙烯酰胺6份、马来酸酐4份、甲基丙烯酸异辛酯8份、亚硫酸氢钠0.04份、腐植酸钠4份、黄原胶7份、聚丙烯酸5份、三氯叔丁醇0.7份、依地酸二钠0.2份、三乙醇胺3份、季戊四醇14份、乙酸乙酯58份。
3.根据权利要求1所述的一种用于钻井液中的降滤失剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下原料：
天然沥青17份、甲叉双丙烯酰胺7份、马来酸酐4.6份、甲基丙烯酸异辛酯9份、亚硫酸氢钠0.05份、腐植酸钠3.6份、黄原胶6.5份、聚丙烯酸4.7份、三氯叔丁醇0.8份、依地酸二钠0.25份、三乙醇胺2份、季戊四醇12份、乙酸乙酯71份。
4.权利要求1-3任意一项所述的一种用于钻井液中的降滤失剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤（1），将甲叉双丙烯酰胺、马来酸酐和甲基丙烯酸异辛酯一起加入乙酸乙酯中，升温至65-75℃，然后加入亚硫酸氢钠，于氮气氛围下，搅拌反应1-2h；
步骤（2），向步骤（1）的反应液中加入季戊四醇，保持温度，搅拌10-20min后，接着向其中加入天然沥青、腐植酸钠、聚丙烯酸、三氯叔丁醇和依地酸二钠，搅拌至混合均匀后，降温至30-40℃，再向反应液中加入黄原胶和三乙醇胺，超声10-20min后，剪切，造粒，烘干，粉碎，即得到用于钻井液中的降滤失剂。
5.根据权利要求4所述的一种用于钻井液中的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85-95℃。
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