CN104650827B - 抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液 - Google Patents

抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种同时兼具抗温增粘、抗盐和降滤失性能的抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液，该抗高温无固相水基钻井液包括以下原料：淡水、抗温微交联型增粘剂、降滤失剂、无机盐和除氧剂，所述抗温微交联型增粘剂为烯基磺酸、烯基酰胺和烯基苯反应生成的共聚物。本发明至少具有以下优点：抗温微交联型增粘剂抗温、抗盐性能突出，同时兼具增粘和降滤失性能，在此基础上结合钻井液性能需求，能使抗高温无固相水基钻井液具有优异的抗温能力。配制无固相钻井液体系时只需要加入一定浓度的抗温微交联型增粘剂和少量的降滤失剂、除氧剂即可，无需添加其他处理剂，体系组成简单，所用处理剂种类少，配制、维护方便。

Description

抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液
技术领域
本发明涉及一种抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液。
背景技术
无固相钻井液能有效避免储层中的固相伤害，同时还具有清洁无污染、机械钻速高等优点，是常用的储层保护钻井液，但随着石油钻探逐渐向深层发展，井底温度越来越高，而无固相水基钻井液的抗温能力一般低于160℃，难以满足深部高温油藏的高效开发需求。无固相钻井液的流变性、滤失造壁性等性能主要通过增粘剂来调节，钻井液体系主要以增粘剂来构建，但常用的增粘剂如XC、80A51等，在无固相钻井液中的抗温能力低于150℃。近年来国内外研究者利用有机盐对聚合物增粘剂的协同抗温作用，开发出了抗温能力达160℃-200℃的甲酸盐无固相钻井液，但有机盐成本高，而且部分高温储层压力系数低，如渤海湾盆地的冀东奥陶系潜山储层压力系数为1.01-1.06，不宜使用有机盐，从而限制了其使用。为使抗高温无固相钻井液摆脱对甲酸盐的依赖，降低钻井液成本，并进一步扩大其应用范围，开发新型抗高温无固相水基钻井液成为必然。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基钻井液，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种同时兼具抗温增粘、抗盐和降滤失性能的抗温微交联型增粘剂及抗高温无固相水基。
本发明的所述抗温微交联型增粘剂为烯基磺酸、烯基酰胺和烯基苯反应生成的共聚物。
进一步的，所述烯基磺酸为乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述烯基酰胺为丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基双丙烯酰胺和乙烯基己内酰胺中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述烯基苯为苯乙烯、苯二乙烯和二乙烯基苯中的一种或几种 的混合物。
进一步的，所述抗温微交联型增粘剂包括以下重量分数比的原料：2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～50，丙烯酰胺30～60，乙烯基己内酰胺2～20，二乙烯基苯1～5。
进一步的，所述抗温微交联型增粘剂包括以下重量分数比的原料：所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～30，丙烯酰胺30～50，乙烯基己内酰胺5～20，二乙烯基苯1～3。
一种抗高温无固相水基钻井液，包括以下重量分数比的原料：
淡水 100；
增粘剂 1～2；
降滤失剂 0.5～2；
无机盐 2～40；
除氧剂 0.5～3；
其中，增粘剂为上述的抗温微交联型增粘剂。
进一步的，所述降滤失剂为腐植酸类、纤维素类、树脂类和淀粉类中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化镁、溴化钙和溴化锌溶液中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述除氧剂为亚硫酸盐类、硫脲类和柠檬酸盐类中的一种或几种的混合物。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、该抗温微交联型增粘剂抗温、抗盐性能突出，同时兼具增粘和降滤失性能，在此基础上结合钻井液性能需求，能使抗高温无固相水基钻井液具有优异的抗温能力。
2、配制无固相钻井液体系时只需要加入一定浓度的抗温微交联型增粘剂和少量的降滤失剂、除氧剂即可，无需添加其他处理剂，体系组成简单，所用处理剂种类少，配制、维护方便。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明一较佳实施例所述的一种抗温微交联型增粘剂为烯基磺酸、烯基酰胺和烯基苯反应生成的共聚物，其中，烯基磺酸为乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸中的一种或几种的混合物；烯基酰胺为丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基双丙烯酰胺和乙烯基己内酰胺中的一种或几种的混合物；所述烯基苯为苯乙烯、苯二乙烯和二乙烯基苯中的一种或几种的混合物。
具体的如：所述抗温微交联型增粘剂，包括以下重量分数比的原料：2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～50，丙烯酰胺30～60，乙烯基己内酰胺2～20，二乙烯基苯1～5。
或者如：所述抗温微交联型增粘剂，包括以下重量分数比的原料：所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～30，丙烯酰胺30～50，乙烯基己内酰胺5～20，二乙烯基苯1～3。
下面通过具体实施方式对上述抗温微交联型增粘剂的制备方式进行详细说明。
实施例1
向装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热装置的四口烧瓶中，加入200mL蒸馏水，边搅拌边加入丙烯酰胺9.02g，2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸7.88g，N-乙烯基己内酰胺8.34g，二乙烯基苯0.26g和十二烷基硫酸钠SDS 0.17g，用氢氧化钠调节pH＝7.0，通氮气驱氧30min，边搅拌边加热至温度为60℃，加入过氧化苯甲酰0.04g，反应6h。将反应釜中粘稠液体烘干、粉碎过20目样品筛即得抗温微交联型增粘剂。
实施例2
向装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和加热装置的四口烧瓶中，加入200mL 蒸馏水，边搅拌边加入丙烯酰胺9.02g，2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸9.02g，N-乙烯基己内酰胺7.20g，二乙烯基苯0.26g和十二烷基硫酸钠SDS 0.17g，用氢氧化钠调节pH＝7.0，通氮气驱氧30min，边搅拌边加热至温度为60℃，加入过硫酸铵0.03g，反应7h。将反应釜中粘稠液体烘干、粉碎过20目样品筛即得抗温微交联型增粘剂。
下面通过具体实施方式对一下几种评价样品的性能。
评价样品1为HE300－进口抗温聚合物增粘剂；
评价样品2为实施例1制成的抗温微交联型增粘剂；
评价样品3为实施例2制成的抗温微交联型增粘剂。
实验1、淡水抗温微交联型增粘剂性能制备及测试
本实验1以上述三种评价样品分别配制水溶液。具体步骤为：分别向400mL自来水(淡水)中加入4g的评价样品，高速搅拌均匀后测其流变性；将实验浆装入高温老化罐中，在165℃下热滚老化16h，用同样方法测量其在室温下流变性，实验数据见表1。
表1淡水抗温微交联型增粘剂性能测试结果
从表1测试结果表明，本发明的抗高温微交联型增粘剂在水中经165℃热滚老化16h前后均具有很好的增粘效果，优于国外进口的同类产品HE300，这说明本发明的抗高温微交联型增粘剂具有很好的耐温、增粘性能。
本发明中的抗高温微交联增粘剂分子中己内酰胺侧链可在高温下产生缔合，导致出现良好的高温增粘、抗盐能力；抗高温微交联增粘剂分子中合理的疏水侧链己内酰胺含量以及适度的微交联结构，是其在常温下具有优良增粘、抗盐性能。
本发明的抗高温无固相水基钻井液，包括以下重量分数比的原料：
淡水 100；
增粘剂 1～2；
降滤失剂 0.5～2；
无机盐 2～40；
除氧剂 0.5～3；
其中，增粘剂为上述抗温微交联型增粘剂。
所述降滤失剂为腐植酸类、纤维素类、树脂类和淀粉类中的一种或几种的混合物。所述无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化镁、溴化钙、溴化锌溶液中的一种或几种的混合物。所述除氧剂为亚硫酸盐类、硫脲类和柠檬酸盐类中的一种或几种的混合物。
下面通过具体实施方式对一下几种评价样品制成抗高温无固相水基钻井液的制备方式进行详细说明：
评价样品1为HE300－进口抗温聚合物增粘剂；
评价样品2为实施例1制成的抗温微交联型增粘剂；
评价样品3为实施例2制成的抗温微交联型增粘剂。
实验2、淡水抗高温无固相水基钻井液制备及测试
本实验2以上述三种评价样品分别配制抗高温无固相钻井液。具体步骤为：分别向400mL自来水(淡水)中加入4g的评价样品，高速搅拌均匀，再依次加入2g无水亚硫酸钠和6g改性淀粉DFD140，搅拌均匀后测其流变性；将实验浆装入高温老化罐中，在180℃下热滚老化16h，用同样方法测量其在室温下流变性，实验数据见表2。
表2淡水抗高温无固相水基钻井液测试结果
实验3、盐水抗高温无固相水基钻井液制备及测试
本实验3以上述三种评价样品分别配制抗高温无固相钻井液。具体步骤为：分别向400mL自来水中加入6g的上述评价样品，高速搅拌均匀，再依次加入2g无水亚硫酸钠、6g改性淀粉DFD140和20g氯化钠，搅拌均匀后测其流变性；将实验浆装入高温老化罐中，在180℃下热滚老化16h，用同样方法测量其在室温下流变性，实验数据见表3。
表3盐水抗高温无固相水基钻井液测试结果
实验4、饱和盐水抗高温无固相水基钻井液制备及测试
本实验4以上述三种评价样品分别配制抗高温无固相钻井液。具体步骤为：分别向400mL自来水中加入8g的评价样品，高速搅拌均匀，再依次加入2g无水亚硫酸钠、6g改性淀粉DFD140和144g氯化钠，搅拌均匀后测其流变性；将实验浆装入高温老化罐中，在180℃下热滚老化16h，用同样方法测量其在室温下流变性，实验数据见表4。
表4饱和盐水抗高温无固相水基钻井液测试结果
从表2到4测试结果表明，使用抗高温微交联增粘剂为主剂配制的淡水、盐水、饱和盐水抗高温无固相钻井液经180℃热滚老化16h前后均具有很好的流变性能，优于其他同类产品，这说明本发明的抗高温无固相钻井液具有耐温、增粘、抗盐性能。从表2到4还可以看到，本发明的抗高温无固相钻井液经180℃热滚老化16h前后均具有良好的降滤失性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：包括以下重量分数比的原料：
淡水100；
增粘剂1～2；
降滤失剂0.5～2；
无机盐2～40；
除氧剂0.5～3；
其中，所述增粘剂为烯基磺酸、烯基酰胺和烯基苯反应生成的共聚物；所述烯基磺酸为乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸中的一种或几种的混合物；所述烯基酰胺为丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基双丙烯酰胺和乙烯基己内酰胺中的一种或几种的混合物；所述烯基苯为苯乙烯、苯二乙烯和二乙烯基苯中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：所述降滤失剂为腐植酸、纤维素、树脂和淀粉中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：所述无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化镁、溴化钙和溴化锌中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：所述除氧剂为亚硫酸盐、硫脲和柠檬酸盐中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：所述增粘剂包括以下重量分数比的原料：2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～50，丙烯酰胺30～60，乙烯基己内酰胺2～20，二乙烯基苯1～5。
6.根据权利要求1所述的抗高温无固相水基钻井液，其特征在于：所述增粘剂包括以下重量分数比的原料：所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸10～30，丙烯酰胺30～50，乙烯基己内酰胺5～20，二乙烯基苯1～3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105038733A (zh) * 2015-07-08 2015-11-11 中国石油大学(华东) 一种钻井液用抗高温聚合物增粘剂及其制备方法
CN106916575A (zh) * 2017-02-17 2017-07-04 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种高密度低固相钻井液
CN108949125A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种抗高温无粘土的水基钻井液
CN107513379A (zh) * 2017-08-15 2017-12-26 泰州克罗米德机械设备有限公司 用于封堵和修复井的溶液组合物
CN107828015B (zh) * 2017-11-14 2020-04-03 江苏师范大学 一种钻井液用抗高温增粘剂的制备方法
CN109652053B (zh) * 2019-01-22 2021-09-21 西南石油大学 一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液及其配制方法
CN114426633A (zh) * 2020-09-02 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种抗钙盐抗温增粘剂及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101302266B (zh) * 2008-06-23 2010-08-18 成都理工大学 水溶性微交联共聚物及其制备方法和用途
CN102775711B (zh) * 2011-05-13 2014-04-02 中国石油化工股份有限公司 一种驱油剂组合物及其制备方法
CN102775710B (zh) * 2011-05-13 2014-04-02 中国石油化工股份有限公司 一种驱油剂组合物及其制备方法
CN103525379A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 中国石油大学(华东) 一种聚合物纳米二氧化硅抗温耐盐降失水剂及其制备方法
CN104140805A (zh) * 2013-10-28 2014-11-12 中国石油化工股份有限公司 改性丙烯酰胺类聚合物压裂液

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