CN104927804B - 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104927804B
CN104927804B CN201510227471.0A CN201510227471A CN104927804B CN 104927804 B CN104927804 B CN 104927804B CN 201510227471 A CN201510227471 A CN 201510227471A CN 104927804 B CN104927804 B CN 104927804B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid loss
loss additive
sodium carboxymethylcellulose
heat resistant
salt tolerant
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
CN201510227471.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104927804A (zh
Inventor
王红科
刘音
周振良
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 National Petroleum Corp
CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Original Assignee
CNPC Bohai Drilling 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 CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd filed Critical CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority to CN201510227471.0A priority Critical patent/CN104927804B/zh
Publication of CN104927804A publication Critical patent/CN104927804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104927804B publication Critical patent/CN104927804B/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
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof

Abstract

本发明公开了一种耐温抗盐聚合物降滤失剂，其由重量百分比分别为1％～3％羧甲基纤维素钠、5％～15％2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、10％～40％丙烯酸钠、0.2％～0.5％引发剂和0.01～0.03％交联剂在水溶液中制备而成，其中所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述交联剂为N,N‑亚甲基双丙烯酰胺，该耐温抗盐聚合物降滤失剂热稳定性好、成本低、抗温抗盐能力强；本发明还公开了一种在水溶液中采用接枝共聚法制备该耐温抗盐聚合物降滤失剂的制备方法，其方法简便可行，其制备反应温度不超过80℃，条件温和可控。

Description

耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油天然气钻井技术领域，特别涉及一种耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法。
背景技术
降滤失剂是石油钻井施工过程中重要的钻井液处理剂，通过形成致密滤饼，降低钻井液的滤失量，保证钻井作业的顺利进行。随着世界油气资源需求的增加和浅层油气资源的枯竭，开采深度越来越深，深井、超深井的数量急剧增加，对钻井液耐温抗盐的工艺技术提出了更高的要求。
目前，常用的羧甲基纤维素钠、改性淀粉类降滤失剂虽将滤失效果好，耐盐强，但是适用温度低；磺化类降滤失剂添加量大，适用成本高；共聚物类降滤失剂和聚丙烯酸盐降滤失剂的生产成本高，生产工艺复杂，已不能完全满足钻井液工艺技术的要求。因此，为了适应当前钻井的需要，钻井液降滤失剂必须向适用于深井、超深井、抗高温、抗盐的方向发展，开发一种适用于深井、超深井的加量少、成本低、耐温抗盐钻井液用降滤失剂是目前研究的热点。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种热稳定性好、成本低、抗温抗盐能力强的钻井液用耐温抗盐降滤失剂。
本发明的另一个目的在于提供一种在水溶液中采用接枝共聚法制备上述钻井液用耐温抗盐降滤失剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所述耐温抗盐聚合物降滤失剂，由以下重量百分比的原料制成：
其中，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
一种耐温抗盐聚合物降滤失剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)将一定量羧甲基纤维素钠加入反应器中，加入一定量的水，在40～60℃温度下加热搅拌使所述羧甲基纤维素钠糊化，搅拌直至所述羧甲基纤维素钠全部分散于水中且呈凝胶状；
(2)将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸钠按比例混合均匀，并加入蒸馏水配置成反应液，然后将配制成的反应液加入到步骤(1)的凝胶状羧甲基纤维素钠中，充分搅拌均匀后依次向反应器中按比例加入引发剂和交联剂，升温至40～80℃，恒温反应2～4小时后，即得到聚合物的粗产物；
(3)将得到聚合物的粗产物分别用乙醇和蒸馏水洗涤多次，烘干、粉碎、造粒成粉末状态，即得到耐温抗盐聚合物降滤失剂产品。所述洗涤次数一般为每种试剂洗涤2～3次。
所述步骤(1)中羧甲基纤维素钠的糊化时间为20～30min。
所述步骤(1)中加入水的质量为加入羧甲基纤维素钠的质量的10倍。
在步骤(1)中，首先对羧甲基纤维素钠进行糊化反应是因为羧甲基纤维素钠在水中不容易均匀分散，容易出现块儿状，因此使羧甲基纤维素钠在一定温度下加热搅拌至凝胶状，即没有块儿状物质出现，以便跟其他单体充分反应。
该耐温抗盐聚合物降滤失剂为白色粉末状产品。
该耐温抗盐聚合物降滤失剂的结构中含有酰胺基团和磺酸基团，使得其在钻井液中具有较好的耐温、抗盐性能；而其结构中含有的羧基基团大大增加了降滤失剂的水化基团与吸附能力，提高了聚合物的降滤失性能。
与现有技术相比，该耐温抗盐聚合物降滤失剂的具有良好的耐盐耐温性能，最高可耐温220℃；在其制备原料组成上，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的用量少，同时其它两种单体(羧甲基纤维素钠和丙烯酸钠)成本低且来源广泛；在制备方法上，采用水溶液接枝共聚的方法制备而成，方法简便可行，其制备反应温度不超过80℃，条件温和可控。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的耐温抗盐聚合物降失水剂的红外谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
将2g的羧甲基纤维素钠加入到反应器中，再向反应器中加入20mL水，搅拌并升温至40℃糊化20min，加入5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、20g丙烯酸钠水混溶液搅拌均匀，依次加入0.2g的过硫酸钾引发剂，0.010g N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂，50℃恒温反应4小时，分别用乙醇和蒸馏水洗涤两次，烘干、粉碎、造粒得到白色粉末状产品。
实施例2
将2g的羧甲基纤维素钠加入到反应器中，再向反应器中加入20mL水，搅拌并升温至50℃糊化30min，加入5g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、25g丙烯酸钠水溶液搅拌均匀，依次加入0.3g的过硫酸钠引发剂，0.010g N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂，60℃恒温反应3小时，分别用乙醇和蒸馏水洗涤两次，烘干、粉碎、造粒得到白色粉末状产品。
实施例3
将3g的羧甲基纤维素钠加入到反应器中，再向反应器中加入25mL水，搅拌并升温至60℃糊化20min，加入10g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、30g丙烯酸钠水溶液搅拌均匀，依次加入0.4g的过硫酸钾引发剂，0.010g N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂，70℃恒温反应2.5小时，分别用乙醇和蒸馏水洗涤两次，烘干、粉碎、造粒得到白色粉末状产品。
实施例4
将3g的羧甲基纤维素钠加入到反应器中，再向反应器中加入30mL水，搅拌并升温至40℃糊化20min，加入15g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、40g丙烯酸钠水溶液搅拌均匀，依次加入0.5g的过硫酸钠引发剂，0.030g N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂，80℃恒温反应2小时，分别用乙醇和蒸馏水洗涤两次，烘干、粉碎、造粒得到白色粉末状产品。
对实施例1～4制备的耐温抗盐聚合物降滤失剂进行红外光谱测试，分析所得产品的官能团进行分析：其出峰位置在3436cm-1处为AMPS的酰胺键中N-H伸缩振动；其出峰位置在2947cm-1处为C-H伸缩振动；其出峰位置在1643cm-1处为C＝O伸缩振动吸收峰；其出峰位置在1562和1406cm-1处为-COOH的不对称和对称伸缩振动吸收峰；其出峰位置在1191cm-1和1046cm-1处为S＝O的不对称和对称伸缩振动。因此，实施例1～4成功合成了含有酰胺基团、磺酸基团和羧基基团降滤失剂产品。如图1所示为实施例1制备的耐温抗盐聚合物降失水剂的红外谱图，各出峰位置均符合上述分析。
实施例5
根据GB/T 16783.1-2006石油天然气工业钻井液现场测试第一部分水基钻井液来评价降滤失剂的性能。
配制实验浆：向配制好的4％盐水基浆中分别加入1wt％的本发明实例1～4制备的耐温抗盐降滤失剂，高速搅拌，装入高温老化罐，在220℃下滚动16h，测试其流变性能(包括表观粘度AV、塑性粘度PV和屈服值YP)以及滤失性能(API滤失量FLAPI)。所得结果如下：
配方 AV/mPa.S PV/mPa.S YP/Pa FLAPI/mL
4％盐水基浆+实例1 8.4 7 1.0 9.1
4％盐水基浆+实例2 9.6 8 1.5 10.4
4％盐水基浆+实例3 8.9 9 2.0 11.8
4％盐水基浆+实例4 10.2 9 2.0 9.7
从实验数据可以看出，本发明的耐温抗盐聚合物降滤失剂在4％盐水中经过220℃高温老化16h后，失水量很少，说明其耐温性可以达到220℃且能在4％的盐水基浆保持良好的降滤失性能，符合其耐温耐盐性能要求。因此，该聚合物降滤失剂具有良好的耐温抗盐性能。

Claims (2)

1.一种耐温抗盐聚合物降滤失剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分制成：
其中，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
2.一种权利要求1所述的耐温抗盐聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将一定量羧甲基纤维素钠加入反应器中，加入一定量的水，在40～60℃温度下加热搅拌使所述羧甲基纤维素钠糊化，直至所述羧甲基纤维素钠全部分散于水中且呈凝胶状；
其中，羧甲基纤维素钠的糊化时间为20～30min；加入水的质量为加入羧甲基纤维素钠的质量的10倍。
(2)将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸钠按照一定比例混合均匀，并加入蒸馏水配置成反应液，然后将配制成的反应液加入到步骤(1)的凝胶状羧甲基纤维素钠中，充分搅拌均匀后依次向反应器中按比例加入引发剂和交联剂，升温至40～80℃，恒温反应2～4小时后，即得到聚合物的粗产物；
(3)将得到聚合物的粗产物分别用乙醇和蒸馏水洗涤多次，烘干、粉碎、造粒，即得到耐温抗盐聚合物降滤失剂产品。
CN201510227471.0A 2015-05-06 2015-05-06 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法 Active CN104927804B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510227471.0A CN104927804B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510227471.0A CN104927804B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104927804A CN104927804A (zh) 2015-09-23
CN104927804B true CN104927804B (zh) 2018-01-12

Family

ID=54115239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510227471.0A Active CN104927804B (zh) 2015-05-06 2015-05-06 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104927804B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105195669A (zh) * 2015-10-28 2015-12-30 九江学院 一种可实现co2气体硬化树脂粘结剂的制备方法
CN107266631A (zh) * 2016-04-07 2017-10-20 中国科学院上海应用物理研究所 一种改性聚四氟乙烯微粉材料及其制备方法
CN105949393A (zh) * 2016-06-04 2016-09-21 王金明 一种改性纤维素醚降失水剂的制备方法
CN106046262A (zh) * 2016-06-13 2016-10-26 王金明 一种辐照接枝制备降失水剂的方法
CN106928944A (zh) * 2017-02-16 2017-07-07 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 染料废水用于无固相压井液的用途及工艺方法
CN107033863B (zh) * 2017-05-26 2020-03-24 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 无固相无污染低伤害高密度完井液及其制备方法
CN107459983B (zh) * 2017-08-16 2019-12-03 中国石油化工股份有限公司 耐温抗盐填充调流颗粒及其制备方法
CN107642357A (zh) * 2017-09-15 2018-01-30 西南石油大学 一种抗温型低腐蚀高密度无固相测试液及其制备方法
CN108264890B (zh) * 2018-01-22 2019-01-01 中国石油大学(华东) 一种微交联型水基钻井液用降滤失剂的制备方法
CN108276975A (zh) * 2018-03-02 2018-07-13 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 一种抗高温水基钻井液及其制备方法
CN109825262B (zh) * 2019-02-22 2021-01-26 天津渤海中联石油科技有限公司 一种钻井液用复合成膜剂及其制备方法
CN111285964B (zh) * 2020-03-10 2022-09-02 长江大学 一种钻井液用抗温抗盐微交联型降滤失剂及其制备方法
CN111744133A (zh) * 2020-07-25 2020-10-09 山东科技大学 用于煤矿的复合型高吸水防灭火凝胶、制备方法及应用
CN112708403A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 扬州工业职业技术学院 一种石油钻井液及其制备方法
CN112625661B (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 胜利油田固邦石油装备有限责任公司 一种降滤失剂及其制备方法
CN112979883B (zh) * 2021-03-17 2022-03-25 江苏富淼科技股份有限公司 一种抗高温抗盐型聚合物、其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1045587A (zh) * 1989-03-17 1990-09-26 成都科技大学 一种水泥浆降滤失剂的制造方法
CN104046339A (zh) * 2014-06-03 2014-09-17 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 降低地层伤害的钻井液和煤层气开发钻井中使用的钻井液
CN104119845A (zh) * 2014-08-05 2014-10-29 吉林大学 抗高温油田钻井液用降滤失剂及制备方法
CN104531098A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 河北光大石化有限公司 一种接枝淀粉钻井液用抗盐降滤失剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1045587A (zh) * 1989-03-17 1990-09-26 成都科技大学 一种水泥浆降滤失剂的制造方法
CN104046339A (zh) * 2014-06-03 2014-09-17 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 降低地层伤害的钻井液和煤层气开发钻井中使用的钻井液
CN104119845A (zh) * 2014-08-05 2014-10-29 吉林大学 抗高温油田钻井液用降滤失剂及制备方法
CN104531098A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 河北光大石化有限公司 一种接枝淀粉钻井液用抗盐降滤失剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN104927804A (zh) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104927804B (zh) 耐温抗盐聚合物降滤失剂及其制备方法
CN102838781B (zh) 适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂及其制得的压裂液
CN104449643B (zh) 油田压裂液用耐高温聚合物稠化剂及其制备方法与应用
CN106459270A (zh) 聚(丙烯酸酯化多元醇)及其作为沥青橡胶改性剂、胶粘剂、压裂添加剂或压裂液的制备和使用方法
CN105367708B (zh) 一种调剖剂及其制造方法和一种四元聚合物及其制造方法
CN109385259B (zh) 一种am-amps-nvp三元共聚物-pr耐温调剖剂及其制备方法与应用
CN103590803B (zh) 一种固体酸酸压裂工艺方法
CN108753267A (zh) 钻井液完井液用抗超高温阴离子型聚合物降滤失剂及其制备方法
CN106317315A (zh) 一种油藏裂缝封堵用封堵剂
CN113321764A (zh) 一种酸液稠化剂及其制备方法和应用
CN102153999B (zh) 两性离子冻胶调剖剂
CN104531125A (zh) 一种改性香豆胶压裂液及其制备方法
CN108342188A (zh) 一种抗高温降滤失剂及其制备方法和一种水基钻井液
CN102617800A (zh) 一种延迟膨胀型调剖堵水剂及其应用方法
CN104212437A (zh) 有机锆交联剂及耐温220℃的羟丙基胍胶压裂液
CN105330785B (zh) 钻井液用耐温耐盐纳米防塌降滤失剂及其制备方法
CN104152130B (zh) AM/NaAA/NIDA疏水缔合聚合物驱油剂及其合成方法
CN106046258A (zh) 壳聚糖交联改性丙烯酰胺化合物及其制备方法、应用
CN102391849B (zh) 一种咪唑类聚合物驱油剂及其合成方法
CN104031214B (zh) 一种St/MAH-g-MMA接枝共聚物及其制备方法和应用
CN103710016A (zh) 一种干粉型结构流体减阻剂及其制备方法
CN104193907B (zh) 一种耐高温粉末丁腈橡胶
CN104628940A (zh) 一种丙烯酰胺共聚物及其制备方法和应用
CN103013457A (zh) 一种钻井液用抗温抗盐降滤失剂及其制备方法
CN107793537A (zh) 一种酸液稠化剂及其制备方法

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210907

Address after: 100007 No. 9 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Dongzhimen

Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp.

Patentee after: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.

Address before: 300457 Tianjin Binhai New Area Development Zone Huanghai Road 106 Bohai Drilling Engineering Co., Ltd. science and Technology Development Office

Patentee before: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.