CN104559963B - 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104559963B
CN104559963B CN201410831406.4A CN201410831406A CN104559963B CN 104559963 B CN104559963 B CN 104559963B CN 201410831406 A CN201410831406 A CN 201410831406A CN 104559963 B CN104559963 B CN 104559963B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylamide
drilling fluid
polymeric kettle
metal ion
finishing agent
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.)
Active
Application number
CN201410831406.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104559963A (zh
Inventor
李尚坤
郭九成
郭杨
高国英
罗前程
刘君君
张宇航
张星
赤颜峰
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.)
HEBEI GUANGDA PETROCHEMICAL Co Ltd
Original Assignee
HEBEI GUANGDA PETROCHEMICAL 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 HEBEI GUANGDA PETROCHEMICAL Co Ltd filed Critical HEBEI GUANGDA PETROCHEMICAL Co Ltd
Priority to CN201410831406.4A priority Critical patent/CN104559963B/zh
Publication of CN104559963A publication Critical patent/CN104559963A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104559963B publication Critical patent/CN104559963B/zh
Active 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
    • C08F120/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F120/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F120/52—Amides or imides
    • C08F120/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F120/56—Acrylamide; Methacrylamide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明涉及一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法，处理剂按重量百分比其组分包括：丙烯酰胺30～35、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸0.5～0.7、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2.5～3.5、纯碱2～3和层状混合金属氢氧化物0.5～0.7，余为去离子水。丙烯酰胺、纯碱和水在聚合釜中聚合‑水解成聚丙烯酰胺，然后将聚丙烯酰胺和其它添加剂置于捏合机中进行改性。制备包括配料、聚合‑水解反应、捏合改性、烘干、造粒、磨粉、筛分、检验和包装过程。本发明将金属聚合物同水溶性高分子聚合物结合在一起，使其具有正电胶的优点和水溶性高分子聚合物的特点。本发明制备过程条件缓和，对环境无污染，设备投资少，生产费用低。

Description

一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田化学品技术领域，涉及一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法。
背景技术
在钻井工程中因钻井液护壁堵漏失误引发的事故频繁发生，在勘探石油、天然气矿床时钻孔漏失尤为严重，因此，钻井液是钻探工程中的关键环节。随着钻井深度与难度的逐渐加大，钻井液在保障安全、优质、快速钻探中起着越来越重要的作用。复合金属离子聚合物钻井液处理剂是用于改善和稳定钻井液性能，满足钻井需要而加入的化学添加剂，是钻井液的核心组分，很少的加入量就能对钻井液性能改善产生极大影响。
公开号为CN 102965085 A中国专利申请公开一种“植物胶复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法，是将刨花楠木材经过清洗除杂、刨片、干燥、细粉碎和清除粗纤维过程，得到刨花楠植物胶，再将其与膨润土、碳酸钠、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素搅拌混合均匀，制得植物胶复合金属离子聚合物钻井液处理剂”。该专利申请将植物胶复合金属离子聚合物钻井液处理剂应用于钻井工程领域，抑制能力强，降滤失效果好。但是该项技术需要天然材料，由于采集困难而难以实现规模化产业生产，无法满足钻探工程的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂，改善钻井液流变性、粘性和降失水能力，抑制钻屑造浆能力。本发明的另一目的是提供一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备方法。
本发明的技术方案是：复合金属离子聚合物钻井液处理剂，按重量百分比其组分包括：丙烯酰胺30～35、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）0.5～0.7、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）2.5～3.5、纯碱2～3和金属聚合物 0.5～0.7，余为去离子水；丙烯酰胺、纯碱和水在聚合釜中聚合-水解成聚丙烯酰胺，然后将聚丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和金属聚合物置于捏合机中进行改性。
金属聚合物为层状混合金属氢氧化物，金属为铝、镁。去离子水的电导率为≤20µs/cm。
本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备方法，制备过程如下：
㈠配料
⑴配碱：将去离子水注入配碱釜中，搅拌状态下缓慢加入纯碱，直到全部溶解，加水的量为使纯碱全部溶解，配制成碱液；
⑵配料：将丙烯酰胺置于配料罐中加入去离子水，使料液浓度为30～33%（wt）；
⑶将碱液转入配料罐，启动循环泵循环30分钟，配制好混合料液。
㈡聚合-水解反应
⑷打开聚合釜上部的放空阀，启动上料泵将混合料液转入聚合釜中，用空气吹扫管路后关闭进料阀；
⑸向聚合釜内入通氮气，通氮气时间为55～65分钟；通氮气流量为60～120m3/h，控制聚合釜压力0.15～0.20MPa；
⑹启动搅拌器搅拌，在通入氮气的状态下加入引发剂；加完引发剂后关闭引发剂阀门和放空阀；
⑺进行聚合反应，反应时间6小时，控制反应温度60℃～90℃，反应压力0.15～0.20MPa；
⑻聚合反应后，保温水解6小时，水解温度为60℃～90℃；通过热水在反应釜的夹套里循环实现保温，循环热水的温度为60℃～90℃。
㈢捏合改性
⑼用压缩空气将聚合釜内聚丙烯酰胺胶体压入造粒机进行造粒，造粒的物料粒度为2～6㎜；
⑽捏合机预热至80±5℃，用输送风机将聚丙烯酰胺颗粒送入捏合机内，依次加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DAC)和金属聚合物进行捏合改性反应；反应时间3小时，反应温度为80±5℃，常压下进行。
㈣烘干、造粒、磨粉、筛分、包装
⑾将捏合机内胶体物料送入造粒机造粒，物料粒度为2～6㎜；
⑿启动干燥机预热至120±5℃，用输送风机将步骤⑾的颗粒物料送入干燥机内进行干燥，干燥温度为120±5℃，干燥时间为4～8小时
⒀启动磨粉机，用输送风机将干燥后颗粒输送到磨粉机进行磨粉，磨粉后物料经振动筛进行筛分；
⒁对筛分后的筛下产品取样检测，合格后包装。
引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂的用量为丙烯酰胺单体总量的0.1%～0.8%（wt）。氮气的纯度度为99.5%（v）。所述聚合釜为夹套式聚合釜，所述聚合釜的夹套通过循环水泵与热水罐连接成循环回路热，水在反应釜夹套里，与外面的泵和热水罐是循环流动状态。
物料脱水烘干后固含量≥90%（wt），产品执行标准：复合金属离子聚合物CMP（Q/HGD 09-2014）。化验室检验合格后，采用复合包装袋进行包装，加贴合格证，同时标注生产日期和批号。每袋重量25kg±0.25kg，或根据用户要求进行包装。
本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂产品水溶性好，配伍性强。能与各种钻井液添加剂复配使用，可用于各种钻井液体系中，一般加量为0.1～0.3%（wt）。
本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂将金属聚合物同水溶性高分子聚合物有机的结合在一起，使其既具有正电胶的优点，又具有水溶性高分子聚合物的特点，改善了钻井液中的流变性、粘性和降失水能力。本发明解决了聚合物钻井液与正电胶钻井液各自存在的技术缺陷，同时具有较大的容纳固相的能力和抑制钻屑造浆能力。本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备过程条件缓和，对环境无污染，设备投资少生产费用低。
附图说明
图1为本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂制备过程的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂，按重量百分比其组分包括：丙烯酰胺32 、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）0.6、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）3.0、纯碱2.5和层状混合金属氢氧化物0.6，余为去离子水，去离子水的电导率为19µs/cm。 其中层状混合金属氢氧化物为铝、镁金属的层状混合金属氢氧化物。
本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备过程如图1所示，包括如下步骤：
㈠配料
⑴配碱：将计量好的去离子水注入配碱釜中，搅拌状态下缓慢加入纯碱，直到全部溶解，加水的量为使纯碱全部溶解，配制成碱液；
⑵配料：将丙烯酰胺置于配料罐中加入去离子水，使料液浓度为31%（wt）；
⑶将碱液转入配料罐，启动循环泵循环30分钟，配制好混合料液。
㈡聚合-水解反应
⑷打开聚合釜上部的放空阀，启动上料泵将混合料液转入聚合釜中，用空气吹扫管路后关闭进料阀；
⑸向聚合釜内入通氮气，通氮气时间为60分钟；通氮气流量为100m3/h，控制聚合釜压力0.16MPa，氮气的纯度度为99.5%（v）；
⑹启动搅拌器搅拌，在通入氮气的状态下加入引发剂过硫酸铵；引发剂用量为丙烯酰胺单体总量的0。5%（wt），加完引发剂后关闭引发剂阀门和放空阀；
⑺进行聚合反应，反应时间6小时，控制反应温度70±5℃，反应压力0.18MPa；
⑻聚合反应后，通入热水保温水解6小时，水解温度为70±5℃；聚合釜为夹套式聚合釜，聚合釜的夹套通过循环水泵与热水罐连接成循环回路。通过热水在反应釜夹套里循环实现保温，循环热水的温度为75℃～80℃。
㈢捏合改性
⑼用压缩空气将聚合釜内聚丙烯酰胺胶体压入造粒机进行造粒，造粒的物料粒度为5㎜；
⑽捏合机预热至80±5℃，用输送风机将聚丙烯酰胺颗粒送入捏合机内，依次加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DAC)和层状混合金属氢氧化物进行捏合改性反应；反应时间3小时，反应温度为80±2℃，常压下进行。
㈣烘干、造粒、磨粉、筛分、包装
⑾将捏合机内胶体物料送入造粒机造粒，造粒的物料粒度为5㎜；
⑿启动干燥机预热至120±5℃，用输送风机将步骤⑾的颗粒物料送入干燥机内进行干燥，干燥温度为120±5℃，干燥时间为4小时；
⒀启动磨粉机，用输送风机将干燥后颗粒输送到磨粉机进行磨粉，磨粉后物料经振动筛进行筛分；
⒁对筛分后的筛下产品取样检测，检测结果见表1、表2，检验合格后包装。每袋重量25kg±0.25kg，或根据用户要求进行包装。
实验室试验和现场应用表明，本发明复合金属离子聚合物钻井液处理剂具有如下特点：①有很好的流型改进，提高了钻井液流动塑比，改善了井眼净化能力；②有很强的抑制性；③降滤失能力强；④可适合于多种钻井液体系、并且有很好的抗盐、钙能力；⑤使用量少、性能稳定、维持时间长；⑥钙产品无毒，对环境无污染。

Claims (5)

1.一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂，按重量百分比其组分包括：丙烯酰胺30～35、2- 丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.5～0.7、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2.5～3.5、纯碱2～3和金属聚合物0.5～0.7，余为去离子水；丙烯酰胺、纯碱和水在聚合釜中聚合-水解成聚丙烯酰胺，然后将聚丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和金属聚合物置于捏合机中进行改性；所述金属聚合物为层状混合金属氢氧化物，所述金属为铝、镁。
2.根据权利要求1所述的复合金属离子聚合物钻井液处理剂，其特征是：所述去离子水的电导率为≤20µs/cm。
3.一种权利要求1所述复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备方法，制备过程如下：
㈠配料
⑴配碱：将去离子水注入配碱釜中，搅拌状态下缓慢加入纯碱，直到全部溶解，加水的量为使纯碱全部溶解，配制成碱液；
⑵配料：将丙烯酰胺置于配料罐中加入去离子水，使料液浓度为30～33%（wt）；
⑶将碱液转入配料罐，启动循环泵循环30分钟，配制好混合料液；
㈡聚合-水解反应
⑷打开聚合釜上部的放空阀，启动上料泵将混合料液转入聚合釜中，用空气吹扫管路后关闭进料阀；
⑸向聚合釜内入通氮气，通氮气时间为55～65分钟；控制聚合釜压力0.15～0.20MPa；
⑹启动搅拌器搅拌，在通入氮气的状态下加入引发剂；加完引发剂后关闭引发剂阀门和放空阀；
⑺进行聚合反应，反应时间6小时，控制反应温度60℃～90℃，反应压力0.15～0.20MPa；
⑻聚合反应后，保温水解6小时，水解温度为60℃～90℃；
㈢捏合改性
⑼用压缩空气将聚合釜内聚丙烯酰胺胶体压入造粒机进行造粒，造粒的物料粒度为2～6㎜；
⑽捏合机预热至80±5℃，用输送风机将聚丙烯酰胺颗粒送入捏合机内，依次加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和金属聚合物进行捏合改性反应；反应时间3小时，反应温度为80±5℃，常压下进行；
㈣烘干、造粒、磨粉、筛分、包装
⑾将捏合机内胶体物料送入造粒机造粒，造粒的物料粒度为2～6㎜；
⑿启动干燥机预热至120±5℃，用输送风机将步骤⑾的颗粒物料送入干燥机内进行干燥，干燥温度为120±5℃，干燥时间为 4～8小时；
⒀启动磨粉机，用输送风机将干燥后颗粒输送到磨粉机进行磨粉，磨粉后物料经振动筛进行筛分；
⒁对筛分后的筛下产品取样检测，合格后包装。
4.根据权利要求3所述复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备方法，其特征是：所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，所述引发剂的用量为丙烯酰胺单体总量的0.1%～0.8%（wt）。
5.根据权利要求3所述复合金属离子聚合物钻井液处理剂的制备方法，其特征是：所述聚合釜为夹套式聚合釜，所述聚合釜的夹套通过循环水泵与热水罐连接成循环回路。
CN201410831406.4A 2014-12-29 2014-12-29 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法 Active CN104559963B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410831406.4A CN104559963B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410831406.4A CN104559963B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104559963A CN104559963A (zh) 2015-04-29
CN104559963B true CN104559963B (zh) 2018-06-08

Family

ID=53077056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410831406.4A Active CN104559963B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104559963B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109825269B (zh) * 2019-03-12 2020-02-18 中国石油大学(华东) 剪切响应型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388141A (zh) * 2002-02-25 2003-01-01 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 复合金属两性离子聚合物和制备方法及用途
CN1989219A (zh) * 2004-07-22 2007-06-27 赫尔克里士公司 水基钻井液
CN101775272A (zh) * 2009-12-29 2010-07-14 中国海洋石油总公司 一种用于水基钻井液的阳离子聚合物包被剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388141A (zh) * 2002-02-25 2003-01-01 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院 复合金属两性离子聚合物和制备方法及用途
CN1989219A (zh) * 2004-07-22 2007-06-27 赫尔克里士公司 水基钻井液
CN101775272A (zh) * 2009-12-29 2010-07-14 中国海洋石油总公司 一种用于水基钻井液的阳离子聚合物包被剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104559963A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104087271A (zh) 钻井液用复合聚胺页岩抑制剂及其制备方法
Peng et al. Properties of high‐temperature‐resistant drilling fluids incorporating acrylamide/(acrylic acid)/(2‐acrylamido‐2‐methyl‐1‐propane sulfonic acid) terpolymer and aluminum citrate as filtration control agents
CN103468030B (zh) 一种高分散性二氧化硅的制备方法
CN104448075B (zh) 用于制备热稳定性聚偏氟乙烯的方法
CN102286108B (zh) 一种羧甲基纤维素钾的制备方法
CN104403433B (zh) Pvc抗石击涂料专用沉淀碳酸钙的制备方法
CN105348396B (zh) 一种环保型壁纸胶粉用改性淀粉及其制备方法
CN104357030B (zh) 一种钻井液用支化聚合物处理剂及其制备方法
CN107502321A (zh) 一种新型泡沫钻井液体系及其制备方法
CN104559963B (zh) 一种复合金属离子聚合物钻井液处理剂及其制备方法
CN104531101B (zh) 钻井液用降滤失剂及其制备方法与应用
CN104531097B (zh) 一种钻井液用堵漏剂及其制备方法
CN105566500B (zh) 一种颗粒型聚阴离子纤维素的制备方法
CN103408780B (zh) 一种高性能高吸水性树脂的制备方法
CN103864126B (zh) 一种制备悬浮分散型纳米碳酸钙的方法
CN104449601A (zh) 钻井液用包被抑制剂及其制备方法与应用
CN105906248A (zh) 低温早强抗盐固井水泥浆体系
CN108440933A (zh) 工程塑料
CN104497178A (zh) 一种制备低黏度糊树脂的方法
CN104926991A (zh) 一种钻井液用两性离子共聚物的制备方法
CN107759729A (zh) 一种钻井液用耐温耐盐增黏剂、制备方法及应用
CN105482787B (zh) 一种利用厌氧发酵沼渣制备水基钻井液降滤失剂的捏合工艺方法
CN108905037A (zh) 一种新型cfa气体灭火剂及其灭火系统
CN114605970A (zh) 一种钻井液用腐殖酸树脂降滤失剂及其制备方法
CN104560247B (zh) 一种复合型水煤浆添加剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A composite metal ion polymer drilling fluid treatment agent and its preparation method

Effective date of registration: 20230523

Granted publication date: 20180608

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Cangzhou branch

Pledgor: HEBEI GUANGDA PETROCHEMICAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980041556