CN105294946A - 一种水基钻井液用包被剂 - Google Patents

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周永
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Abstract

本发明公开了一种水基钻井液用包被剂,是由以下重量份的原料制成的:液体聚丙烯酰胺900~1100份,AMPS180~220份,N-甲基吡咯烷酮170~190份,纯碱75~85份,助溶剂180~220份,亚硫酸氢钠1.5~2.5份,双氧水1.5~2.5份。本发明的水基钻井液用包被剂,加入钻井液后可控制滤矢量,可用于盐水钻井液体系,重点控制表观粘度、塑性粘度、滤矢量等。本发明的水基钻井液用包被剂,能有效地包被钻屑,防止钻屑和泥页岩水化,防止井壁垮塌,有利于井壁稳定,提高钻井速度,同时还具有抗高温、抗钙镁和抗盐的能力,以及降滤失效果好的特点,适用于淡水、海水和饱和盐水泥浆体系。

Description

一种水基钻井液用包被剂
技术领域
本发明涉及一种水基钻井液用包被剂。
背景技术
包被剂是钻井液体系中使用的一种重要添加剂,能有效地包被钻屑,防止钻屑和泥页岩水化,防止井壁垮塌,有利于井壁稳定,提高钻井速度,同时还有兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能。
目前,国内外研制和使用了聚丙烯酸类聚合物包被剂PAC141、两性离子聚合物包被剂FA367及聚丙烯酰胺钾类包被剂K-PAM等,这些包被剂在各自适用的钻井液体系中表现出了较好的性能,改善了钻井液体系的流变性,但在现场使用过程中,也表现出了一些不足,比如:只适用于某种特定的钻井液体系,如PAC141主要应用于聚合物钻井液体系,对盐水或饱和盐水钻井液体系却不适用。而且,随着钻井技术的发展,大角度井、水平井、扩张井、延伸井、及定向造斜井等各种高难度的井位也在不断增加,对稳定井壁、防止坍塌、抑制钻屑水化分散、提高钻井速度等方面也有了更高的要求。现有技术中的常规包被剂已经不能满足现场施工的要求。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提供了一种水基钻井液用包被剂,可用于盐水钻井液体系。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种水基钻井液用包被剂,是由以下重量份的原料制成的:液体聚丙烯酰胺900~1100份,AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)180~220份,N-甲基吡咯烷酮170~190份,纯碱(碳酸钠)75~85份,助溶剂180~220份,亚硫酸氢钠1.5~2.5份,双氧水1.5~2.5份。
优选的,是由以下重量份的原料制成的:液体聚丙烯酰胺1000份,AMPS200份,N-甲基吡咯烷酮180份,纯碱80份,助溶剂200份,亚硫酸氢钠2份,双氧水2份。
所述液体聚丙烯酰胺、AMPS、N-甲基吡咯烷酮等均可从市场上常规购买得到。
所述助溶剂选自尿素、氨水或醇胺类化合物,用于提高聚丙烯酰胺的水溶性。
所述水基钻井液用包被剂的制备方法,如下:常温下,将液体聚丙烯酰胺、AMPS和N-甲基吡咯烷酮混合,混匀,缓慢加入纯碱,混匀;再加入助溶剂,升温至30~35℃,搅拌溶解;将溶解好的物料降温至20~25℃,在氮气氛围下,加入亚硫酸氢钠,反应10分钟,再加入双氧水,继续聚合反应,反应结束后,即得水基钻井液用包被剂。
本发明的水基钻井液用包被剂,成品为白色或微黄色粉末,是高分子水溶性聚合物,主要在钻井液中作为包被剂使用(使用时,以0.2~0.5wt%加入到钻井液基浆中),加入钻井液后可控制滤矢量,可用于盐水钻井液体系,重点控制表观粘度、塑性粘度、滤矢量等。本发明的水基钻井液用包被剂,能有效地包被钻屑,防止钻屑和泥页岩水化,防止井壁垮塌,有利于井壁稳定,提高钻井速度,同时还具有抗高温、抗钙镁和抗盐的能力,以及降滤失效果好的特点,适用于淡水、海水和饱和盐水泥浆体系。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等,可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法,检测方法等,若无特别说明,均为现有技术中已有的常规实验方法,检测方法等。
实施例1制备水基钻井液用包被剂
制备方法如下:
常温下,开启搅拌釜搅拌,打入液体聚丙烯酰胺1000kg、AMPS200kg和N-甲基吡咯烷酮180kg,搅拌均匀后缓慢加入纯碱80kg,速度控制在30min内加完;再加入助溶剂(尿素)200kg,升温搅拌,温度控制在30~35℃;目测物料全部溶解后,将溶解好的物料恒温搅拌,开启冷却水降温,温度控制在20~25℃之间,搅拌30min;将搅拌好的物料通过空气压缩机压至聚合釜中,充氮气10min后,加入亚硫酸氢钠2kg,继续充氮气10min,加入双氧水2kg。再充氮气10min后关闭氮气瓶,关闭排气阀门等待聚合;聚合完毕打开平板阀,空气压缩机开始出料,压力控制在4~6kg,开启造粒机开始造粒,同时开启流化床开始干燥;干燥好的物料送到粉碎机,粉碎入袋包装。
上述方法制备得到的水基钻井液用包被剂,理化性能指标如表1所示。
表1
项目 指标
外观 白色粉末
水份 ≤10.0
筛余量(筛孔0.9mm筛余),% ≤10.0
pH值 7~10
1%水溶液表观粘度,mPa.s ≥30.0
上述方法制备得到的水基钻井液用包被剂,加入基浆制成钻井液,钻井液的性能指标如表2所示,由表2可知,本发明的包被剂,可显著改善表观粘度、塑性粘度、滤矢量,具有抗高温的能力,降滤失效果好,适用于淡水、海水和饱和盐水泥浆体系。
表2

Claims (8)

1.一种水基钻井液用包被剂,其特征在于:是由以下重量份的原料制成的:液体聚丙烯酰胺900~1100份,AMPS180~220份,N-甲基吡咯烷酮170~190份,纯碱75~85份,助溶剂180~220份,亚硫酸氢钠1.5~2.5份,双氧水1.5~2.5份。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用包被剂,其特征在于:是由以下重量份的原料制成的:液体聚丙烯酰胺1000份,AMPS200份,N-甲基吡咯烷酮180份,纯碱80份,助溶剂200份,亚硫酸氢钠2份,双氧水2份。
3.根据权利要求1或2所述的水基钻井液用包被剂,其特征在于:所述助溶剂选自尿素、氨水或醇胺化合物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的水基钻井液用包被剂,其特征在于:是通过以下方法制备得到的:常温下,将液体聚丙烯酰胺、AMPS和N-甲基吡咯烷酮混合,混匀,加入纯碱,混匀;再加入助溶剂,升温至30~35℃,搅拌溶解;将溶解好的物料降温至20~25℃,在氮气氛围下,加入亚硫酸氢钠,反应10分钟,再加入双氧水,继续聚合反应,反应结束后,即得水基钻井液用包被剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的水基钻井液用包被剂,其特征在于:是通过以下方法制备得到的:常温下,开启搅拌釜搅拌,打入液体聚丙烯酰胺1000kg、AMPS200kg和N-甲基吡咯烷酮180kg,搅拌均匀后缓慢加入纯碱80kg,速度控制在30min内加完;再加入助溶剂200kg,升温搅拌,温度控制在30~35℃;目测物料全部溶解后,将溶解好的物料恒温搅拌,开启冷却水降温,温度控制在20~25℃之间,搅拌30min;将搅拌好的物料通过空气压缩机压至聚合釜中,充氮气10min后,加入亚硫酸氢钠2kg,继续充氮气10min,加入双氧水2kg;再充氮气10min后关闭氮气瓶,关闭排气阀门等待聚合;聚合完毕打开平板阀,空气压缩机开始出料,压力控制在4~6kg,开启造粒机开始造粒,同时开启流化床开始干燥;干燥好的物料送到粉碎机,粉碎入袋包装。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的水基钻井液用包被剂,其特征在于:所述水基钻井液用包被剂以0.2~0.5wt%加入到钻井液基浆,形成钻井液。
7.权利要求1~5中任一项所述的水基钻井液用包被剂的制备方法,其特征在于:常温下,将液体聚丙烯酰胺、AMPS和N-甲基吡咯烷酮混合,混匀,加入纯碱,混匀;再加入助溶剂,升温至30~35℃,搅拌溶解;将溶解好的物料降温至20~25℃,在氮气氛围下,加入亚硫酸氢钠,反应10分钟,再加入双氧水,继续聚合反应,反应结束后,即得水基钻井液用包被剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:常温下,开启搅拌釜搅拌,打入液体聚丙烯酰胺1000kg、AMPS200kg和N-甲基吡咯烷酮180kg,搅拌均匀后缓慢加入纯碱80kg,速度控制在30min内加完;再加入助溶剂200kg,升温搅拌,温度控制在30~35℃;目测物料全部溶解后,将溶解好的物料恒温搅拌,开启冷却水降温,温度控制在20~25℃之间,搅拌30min;将搅拌好的物料通过空气压缩机压至聚合釜中,充氮气10min后,加入亚硫酸氢钠2kg,继续充氮气10min,加入双氧水2kg;再充氮气10min后关闭氮气瓶,关闭排气阀门等待聚合;聚合完毕打开平板阀,空气压缩机开始出料,压力控制在4~6kg,开启造粒机开始造粒,同时开启流化床开始干燥;干燥好的物料送到粉碎机,粉碎入袋包装。
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