CN106336481A - 钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用，属于钻井技术领域。该降滤失剂由以下原料生产得到，所述原料包括以下重量份组分：白油80份、吐温80 0.5份、乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂9份、N,N‑二甲基丙烯酰胺20份、N‑乙烯吡咯烷酮30份、AMPS 30份、蒸馏水120份、纯碱15份、DMDAAC 10份、解膜剂OP‑10 1.5份、聚合终止剂0.05份、交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰1份、引发剂1份。该产品单剂抗温达200℃以上，抗钙可达20000ppm，可用于淡水、盐水、饱和盐水和海水钻井完井液。

Description

钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用
技术领域
本发明属于钻井技术领域，具体涉及钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用。
背景技术
钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂是一种耐温抗盐的合成聚合物。通过N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯吡咯烷酮、阳离子单体等多种单体反相乳液聚合而成，而本产品不需要配成胶液，可直接使用，快速溶解，在钻井液中有着良好的分散性。由于引入多种耐温、抗盐基团，从而提高了共聚物分子的刚性，提高其耐温、抗盐钙、及抗剪切性。本产品克服了常规聚合物的抗剪切性差、抗盐差、对高价金属离子敏感和热稳定性差等缺点，是一种全新的聚合物降滤失剂，可用于深井、超深井中和高矿化度盐水中，也可用于低固相、无固相完井液的增粘提切降滤失剂。抗高价离子污染能力强，抗钙可达20000ppm，可用于淡水、盐水、饱和盐水和海水钻井完井液。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂，该降滤失剂由以下原料生产得到，所述原料包括以下重量份组分：白油80份、吐温800.5份、失水山梨醇硬脂酸脂9份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、AMPS 30份、蒸馏水120份、纯碱15份、DMDAAC 10份、OP-10 1.5份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份和引发剂1份。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂中，所述引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
优选的，上述氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰或亚硫酸氢钠。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
(1)油相配制：
在常温条件下，在反应釜中加入白油80份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂9份、吐温80 0.5份，搅拌30～60min，备用；
(2)水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水120份，搅拌条件下加入纯碱15份，搅拌30min，然后依次加入AMPS 30份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、DMDAAC10份，搅拌50分钟；
(3)聚合：
将水相缓慢加入到油相中，开启冷却水搅拌器转速调至100～110r/min并高速剪切30min，然后通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，加入引发剂1份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份，35℃恒温反应3h，然后升温至60℃聚合2小时，然后关闭氮气，加入聚合终止剂0.05份、OP-10 1.5份，反应30分钟即可得到所生产产品，然后装桶，取样检测，入库。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺中，步骤(1)和(2)中，搅拌转速为45～50r/min。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺中，步骤(3)中，缓慢加入要求20min内加完。
本发明还提供了上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂在淡水浆、盐水浆和海水钻完井液中的应用。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明降滤失剂产品具有良好的抗温性能，单剂抗温200℃以上；具有良好的抗盐至饱和，抗钙可达20000ppm；具有良好的分散性，快速溶解，使用过程中可直接加入泥浆中，不需要配置成胶液；具有良好的润滑性，可降低泥浆的粘附系数；具有良好的配伍性，适用于淡浆、盐水浆和海水钻完井液，应用更加广泛；该产品可降解，减少对储层的伤害。
2、本发明降滤失剂采用反相乳液聚合生产工艺，避免了水解产生废气的危害，得到的产品为流动液体，免去了固体产品还得需要造粒、烘干、粉碎等生产工艺，大大降低了加工成本，减少了能源的消耗，减少了烘干过程中的排放，减少了对环境的污染；同时克服了固体产品在使用过程中产生的粉尘对人员的危害。
附图说明
图1是本发明钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂，该降滤失剂由以下原料生产得到，所述原料包括以下重量份组分：白油80份、吐温80 0.5份、失水山梨醇硬脂酸脂9份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、AMPS 30份、蒸馏水120份、纯碱15份、DMDAAC 10份、OP-10 1.5份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份和引发剂1份。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂中，所述失水山梨醇硬脂酸脂为乳化剂，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，所述DMDAAC为阳离子单体，所述AMPS为阴离子单体，所述OP-10为解膜剂。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂中，所述引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
优选的，上述氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰或亚硫酸氢钠。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
(1)油相配制：
在常温条件下，在反应釜中加入白油80份，45～50r/min搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂9份、吐温80 0.5份，搅拌30～60min，备用；
(2)水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水120份，45～50r/min搅拌条件下加入纯碱15份，搅拌30min，然后依次加入AMPS 30份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、DMDAAC10份，搅拌50分钟。
(3)聚合：
将水相缓慢加入到油相中，开启冷却水搅拌器转速调至100～110r/min并高速剪切30min，然后通入氮气除氧，大约通氮气30分钟，通氮气完成，加入引发剂1份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份，35℃恒温反应3h，然后升温至60℃聚合2小时，然后关闭氮气，加入聚合终止剂0.05份、OP-10 1.5份，反应30分钟即可得到所生产产品，然后装桶，取样检测，入库。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺中，步骤(3)中，缓慢加入要求20min内加完。
其中，上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺中，所述聚合终止剂为本领域常用聚合终止剂。
本发明还提供了上述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂在淡水浆、盐水浆和海水钻完井液中的应用。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。
实施例1
本发明提供的钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂按照以下生产工艺制备得到：
(1)油相配制：
在常温条件下，在反应釜中加入白油80份，50r/min搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂9份、吐温80 0.5份，搅拌30～60min，备用；
(2)水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水120份，50r/min搅拌条件下加入纯碱15份，搅拌30min，然后依次加入AMPS 30份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、DMDAAC10份，搅拌50分钟。
(3)聚合：
将水相缓慢加入到油相中，开启冷却水搅拌器转速调至110r/min并高速剪切30min，然后通入氮气除氧，大约通氮气30分钟，通氮气完成，加入引发剂亚硫酸氢钠1份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份，35℃恒温反应3h，然后升温至60℃聚合2小时，然后关闭氮气，加入聚合终止剂0.05份、OP-10 1.5份，反应30min即可得到所生产产品，然后装桶，取样检测，入库。
按照本领域常规检测方法，具有良好的抗盐至饱和，抗钙可达20000ppm；检测上述实施例制备得到的产品在饱和盐水和2wt％氯化钙盐水200℃老化16h前后的性能，配浆方法如下：
1#、400mL饱和盐水+1g碳酸氢钠+40g评价土；
2#、400mL 2wt％氯化钙盐水+1g碳酸氢钠+40g评价土；
测试结果如表1所示，从表1可见，加入本发明产品的样品1#和2#检测结果均符合指标要求。
表1.
备注：乳液降滤失剂固含量为30％。

Claims (7)

1.钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于，该降滤失剂由以下原料生产得到，所述原料包括以下重量份组分：白油80份、吐温80 0.5份、失水山梨醇硬脂酸脂9份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、AMPS 30份、蒸馏水120份、纯碱15份、DMDAAC 10份、OP-10 1.5份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份和引发剂1份。
2.根据权利要求1所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于，所述引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
3.根据权利要求2所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于，所述氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰或亚硫酸氢钠。
4.权利要求1～3任一项所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，其特征在于，该生产工艺包括以下步骤：
(1)油相配制：
在常温条件下，在反应釜中加入白油80份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂9份、吐温80 0.5份，搅拌30～60min，备用；
(2)水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水120份，搅拌条件下加入纯碱15份，搅拌30min，然后依次加入AMPS 30份、N,N-二甲基丙烯酰胺20份、N-乙烯吡咯烷酮30份、DMDAAC 10份，搅拌50分钟；
(3)聚合：
将水相缓慢加入到油相中，开启冷却水搅拌器转速调至100～110r/min并高速剪切30min，然后通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，加入引发剂1份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺1份，35℃恒温反应3h，然后升温至60℃聚合2小时，然后关闭氮气，加入聚合终止剂0.05份、OP-10 1.5份，反应30分钟即可得到所生产产品，然后装桶，取样检测，入库。
5.根据权利要求4所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，其特征在于，步骤(1)和(2)中，搅拌转速为45～50r/min。
6.根据权利要求4所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中，缓慢加入要求20min内加完。
7.权利要求1～3任一项所述钻井液用乳液抗高温抗盐降滤失剂在淡水浆、盐水浆和海水钻完井液中的应用。
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