CN104559961A - 一种钻井液用弱凝胶剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钻井液用弱凝胶剂及其制备方法，其特征在常温条件下，向反应釜中按比例依次加入天然改性植物胶、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、非离子氟碳表面活性剂、双丙酮丙烯酰胺、纯碱，调节pH值至8-9，经氮气除氧后加入引发剂，在紫外线照射下进行聚合反应，然后经过干燥制得成品。本方法得到的产品具有良好的抗温性能和增粘提切效果，能用于水平井中可提高钻井液的携带岩屑的能力，可解决水平井段的静态悬砂和动态携砂问题；另外还具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，可保护储层较少伤害。

Description

一种钻井液用弱凝胶剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油气开采技术领域，尤其涉及一种钻井液用弱凝胶剂及其制备方法。
背景技术
随着油气勘探开发领域的深层次化以及钻探规模的日益扩大，对钻井液性能的要求也不断提高。深井、超深井、水平井及大位移井钻井液技术需要考虑高温储层、复杂的井眼轨迹和严格的环境要求。因此，抗高温增粘钻井液用弱凝胶剂研究越来越受到广泛的关注及重视。目前钻井液用弱凝胶剂是一种增粘提切剂，现有的增粘提切剂主要有大分子类和生物胶类，大分子类增粘效果明显，但在提切和抗温方面较差；普通生物胶类有增粘和提切效果，但抗温效果较差，最好抗温在90℃左右，远不能达到油田生产过程中对钻井液弱凝胶剂的要求。而且对水平井段出现的静态悬砂及动态携砂问题不能给予很好的解决。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种同时具有增粘提切效果和抗温性能的钻井液用弱凝胶剂及其制备方法。
本发明为达到上述目的，所采取的技术方案为：
一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于包括组成为以下重量分数比的组分：：25～35份的天然改性植物胶、20～30份的丙烯酰胺、2～5份表面活性剂、10～20份的N,N-二甲基丙烯酰胺、10～30份双丙酮丙烯酰胺、15～25份纯碱和2～4份引发剂。
所述钻井液用弱凝胶剂包括30份天然改性植物胶、3份表面活性剂、20份丙烯酰胺、17份的N,N-二甲基丙烯酰胺、13份双丙酮丙烯酰胺、15份纯碱、1份光引发剂、0.5份EDTA引发剂、0.5份链转移剂引发剂。
所述天然改性植物胶是抗温的改性魔芋天然植物胶。
所述表面活性剂为非离子氟碳类亲水性的表面活性剂。
所述引发剂包括3种，光引发剂为二苯甲酮类、EDTA引发剂为乙二胺四乙酸、链转移剂引发剂为甲酸钠。
本发明还提供一种钻井液用弱凝胶剂的制备方法，其特征在于：常温条件下，向反应釜中加入一定量的清水，打开搅拌，然后缓慢加入上述比例的天然改性植物胶、表面活性剂、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、纯碱，调节PH值8-9之间，常温搅拌30-60分钟，通入氮气除氧20-40分钟，待反应釜温度在20℃左右时，分别依次加入光引发剂、EDTA和链转移剂，上述反应物均按照前述比例添加；该聚合是放热反应，随着三种引发剂的加入，物料温度会慢慢上升，当温度上升到最高不再上升时（1-2小时），保持温度不变在紫外线的照射下聚合反应6-8小时，然后造粒和干燥，最后粉碎产品并过80目筛，即可得该产品，包装取样检测，合格后入库。
所述紫外线照射过程采用高压汞灯。
本发明的有益效果为：本发明提供的钻井液用弱凝胶剂是在增粘剂的基础上进行表面改性而得，该产品主要以天然改性植物胶为主要原料，再加入氟碳表面活性剂进行活化，然后与丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、纯碱进行聚合而得到的产物，制备过程简单快速有效。制得的弱凝胶剂具有良好的抗温性能，单剂抗温100℃，加入钻井液体系中可抗温120℃以上；同时具有良好的增粘提切效果，通过改性增加了物料之间的网状结构，提高了物料在钻井液中的结构，即提高了钻井液的切力，用于水平井中可提高钻井液的携带岩屑的能力，可解决水平井段的静态悬砂和动态携砂问题；另外还具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，可保护储层较少伤害。
附图说明
图1为本发明的制备工艺流程图。
图中：1-表面活性剂、2-丙烯酰胺、3-双丙酮丙烯酰胺、4-天然改性植物胶、5 -N,N-二甲基丙烯酰胺、6-纯碱、7-引发剂、8-溶解、9-聚合、10-干燥、11-包装检测入库。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例并结合附图详细说明如下：
实施例1：常温条件下，向反应釜中加入100份的清水，打开搅拌，然后缓慢加入30份改性魔芋植物胶、3份表面活性剂、10份N,N-二甲基丙烯酰胺、27份丙烯酰胺、13份双丙酮丙烯酰胺、15份纯碱，调节PH值到8.5，搅拌30-60分钟，通氮气除氧20-40分钟，待反应釜温度在20℃左右时，分别依次加入1份光引发剂、0.5份EDTA和0.5份链转移剂，上述反应物均按照前述比例添加；该聚合是放热反应，随着三种引发剂的加入，物料温度会慢慢上升，当温度上升到最高不再上升时（1-2小时），保持温度不变在紫外线的照射下聚合反应6-8小时，然后造粒和干燥，最后粉碎产品并过80目筛，即可得该产品，包装取样检测，合格后入库。
实施例2：常温条件下，向反应釜中加入100份的清水，打开搅拌，然后缓慢加入35份改性魔芋植物胶、4份表面活性剂、10份N,N-二甲基丙烯酰胺、20份丙烯酰胺、14份双丙酮丙烯酰胺、15份纯碱，调节PH值到8.5，搅拌30-60分钟，通氮气除氧20-40分钟，待反应釜温度在20℃左右时，分别依次加入1份光引发剂、0.5份EDTA和0.5份链转移剂，上述反应物均按照前述比例添加；该聚合是放热反应，随着三种引发剂的加入，物料温度会慢慢上升，当温度上升到最高不再上升时（1-2小时），保持温度不变在紫外线的照射下聚合反应6-8小时，然后造粒和干燥，最后粉碎产品并过80目筛，即可得该产品，包装取样检测，合格后入库。
实施例3：常温条件下，向反应釜中加入100份的清水，打开搅拌，然后缓慢加入35份改性魔芋植物胶、3份表面活性剂、10份N,N-二甲基丙烯酰胺、20份丙烯酰胺、14份双丙酮丙烯酰胺、15份纯碱，调节PH值到8.5，搅拌30-60分钟，通氮气除氧20-40分钟，待反应釜温度在20℃左右时，分别依次加入1份光引发剂、1份EDTA和1份链转移剂，上述反应物均按照前述比例添加；该聚合是放热反应，随着三种引发剂的加入，物料温度会慢慢上升，当温度上升到最高不再上升时（1-2小时），保持温度不变在紫外线的照射下聚合反应6-8小时，然后造粒和干燥，最后粉碎产品并过80目筛，即可得该产品，包装取样检测，合格后入库。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于包括组成为以下重量分数比的组分：25～35份的天然改性植物胶、20～30份的丙烯酰胺、2～5份表面活性剂、10～20份的N,N-二甲基丙烯酰胺、10～30份双丙酮丙烯酰胺、15～25份纯碱和2～4份引发剂。
2.如权利要求1所述的一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于所述钻井液用弱凝胶剂，包括30份天然改性植物胶、20份丙烯酰胺、3份表面活性剂、17份的N,N-二甲基丙烯酰胺、13份双丙酮丙烯酰胺、15份纯碱、1份光引发剂、0.5份EDTA引发剂、0.5份链转移剂引发剂。
3.如权利要求1所述的一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于所述天然改性植物胶是抗温的改性魔芋天然植物胶。
4.如权利要求1所述的一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于所述表面活性剂为非离子氟碳类亲水性的表面活性剂。
5.如权利要求1所述的一种钻井液用弱凝胶剂，其特征在于所述引发剂包括3种，光引发剂为二苯甲酮类、EDTA引发剂为乙二胺四乙酸、链转移剂引发剂为甲酸钠。
6.一种钻井液用弱凝胶剂的制备方法，其特征在于：常温条件下，向反应釜中加入一定量的清水，打开搅拌，然后缓慢加入上述比例的天然改性植物胶、表面活性剂、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、纯碱，调节PH值8-9之间，常温搅拌30-60分钟，通入氮气除氧20-40分钟，待反应釜温度在20℃左右时，分别依次加入光引发剂、EDTA和链转移剂，上述反应物均按照前述比例添加；该聚合是放热反应，随着三种引发剂的加入，物料温度会慢慢上升，当温度上升到最高不再上升时（大约1-2小时），保持温度不变在紫外线的照射下聚合反应6-8小时，然后造粒和干燥，最后粉碎产品并过80目筛，即可得该产品，包装取样检测，合格后入库。
7.如权利要求6所述的一种钻井液用弱凝胶剂的制备方法，其特征在于所述紫外线照射过程采用高压汞灯。
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