CN106566494B - 油基钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钻井液添加剂领域，具体公开了油基钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法。该降滤失剂由以下组分制备得到，以重量份数计，所述组分包括：褐煤50～60份、氢氧化钠3～9份、盐酸1～2份、双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份、环烷酸酰胺8～12份和自来水180～220份。在其制备过程中，增加了褐煤提纯工艺，有助于提升产品性能，所得产品具有良好的抗盐钙、抗220℃高温性能，克服了国内用沥青影响机械钻速、有毒、有污染等难点，技术指标可达国外同等水平。

Description

油基钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法
技术领域
本发明属于钻井液添加剂领域，具体涉及一种油基钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法。
背景技术
油田钻井液用泥浆主要成分是般土和水，及各种辅助化学品添加剂。在连续钻井过程中，水深入地层的现象称为失水，单位时间失水量过大，会带来一系列不良后果：井壁坍塌、井壁缩小及钻井液稠化等问题，从而导致卡钻等恶性事故的发生。为了减少钻井过程中水量向地层滤失，保证井身安全和钻井工程的顺利进行，需加入降滤失剂。
常用的钻井用降滤失剂有：
羧甲基纤维素钠盐和聚阴离子纤维素类，通用性好，降滤失效果好，耐盐强；但耐温低，只有150℃。
改性淀粉类：主要有预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉，通用性好，降滤失效果好，耐盐强；但耐温低，只有120℃-140℃。
腐植酸盐类：腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸铬铁、硝系腐植酸盐等，通用性好，抗温性较好。但降滤失效果一般，使用量大，成本高。
共聚物类和聚丙烯酸盐类：由单体丙烯酸钠、丙烯酸钙、丙烯酰胺、带磺酸基和带有机阳离子基团的单体不同组成，综合性能好，抗温性较好。但对钻井液粘度有影响(有增稠效应)，用于低固相钻井液，生产成本较高，生产工艺复杂。
针对目前钻井用降滤失剂存在的问题，本发明在经过大量的试验研究，研制出一种使用加量少，钻井成本低，抗温抗盐性好，无污染，在自然环境中自行分解的钻井用降滤失剂。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种油基钻井液用抗高温降滤失剂，该降滤失剂由以下组分制备得到，以重量份数计，所述组分包括：褐煤50～60份、氢氧化钠3～9份、盐酸1～2份、双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份、环烷酸酰胺8～12份和自来水180～220份。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法，该方法具体如下：
按重量份数计，将自来水180～220份加入反应釜中，开启搅拌，然后缓慢加入氢氧化钠3～9份，升温至90～100℃后缓慢加入褐煤50～60份，碱化反应0.8～1.2h后，打入过滤池，过滤掉杂质，然后打回反应釜中，加入盐酸1～2份调节pH至5～6；然后缓慢加入双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份，升温至130～140℃恒温反应3.5～4.5h。待温度降至至90～100℃后加入环烷酸酰胺反应1.6～2.4h后，反应完成，然后喷雾干燥、粉碎，得到终产品。
其中，上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法中，所述搅拌的转速为50～60r/min。
其中，上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法中，所述盐酸中HCl质量含量为30％。
其中，上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法中，所述终产品的粒径80目筛通过率≥90％。
本发明的有益效果是：本发明产品降滤失效果优良，并且具有良好的抗盐钙、抗温(可抗220℃)性能，克服了国内用沥青影响机械钻速、有毒、有污染等难点；技术指标可达国外同等水平；具有良好的配伍性，加入泥浆体系后不会对其流变性产生影响，还能起到一定辅助乳化能力，稳定泥浆体系；在一定温度下会发生软化变形，还具有优良的封堵效果，是一种全新的环保型钻井液添加剂；该产品可适用于白油基、柴油基钻井液的深井、高难度井，且加量少，一般加量1～4％即可达到效果。另外，本发明产品原料来源广泛，制备工艺简单，在生产过程中，增加了褐煤提纯工艺，大大提高了产品性能；采用湿法生产，大大提高了反应效率，提升了产品性能。
具体实施方式
本发明提供了一种油基钻井液用抗高温降滤失剂，该降滤失剂由以下组分制备得到，以重量份数计，所述组分包括：褐煤50～60份、氢氧化钠3～9份、盐酸1～2份、双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份、环烷酸酰胺8～12份和自来水180～220份。
进一步的，本发明还提供了上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法，该方法具体如下：
按重量份数计，将自来水180～220份加入反应釜中，开启搅拌，然后缓慢加入氢氧化钠3～9份，然后升温至90～100℃后缓慢加入褐煤50～60份，碱化反应0.8～1.2h后，打入过滤池，过滤掉杂质，然后打回反应釜中，加入盐酸1～2份调节pH至5～6；然后加入缓慢加入双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份，升温至130～140℃反应3.5～4.5h。然后降温至90～100℃后加入环烷酸酰胺反应1.6～2.4h后，反应完毕，然后喷雾干燥、粉碎至80目筛通过率≥90％，得到终产品。
其中，上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法中，所述搅拌的转速为50～60r/min。
其中，上述油基钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法中，所述盐酸中HCl质量含量为30％。
上述油基钻井液用抗高温降滤失剂是一种由提纯褐煤、氢氧化钠、盐酸、双十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基溴化铵、环烷酸酰胺等为主要原料合成的一种高性能油基钻井液用抗高温降滤失剂。产品对钻井液流型影响较小，降滤失效果明显。在一定温度下会发生软化变形，还具有优良的封堵效果，能够非常显著地降低油基钻井液的滤失量。该产品具有很好的抗温稳定性，可抗200℃以上。该产品不同于沥青类降滤失剂，不会降低机械钻速，同时具有良好环保性能。产品对油基钻井液体系流变性无不良影响，同体系中其它处理剂的配伍性好。在油基钻井液起到降滤失作用，使用过程中可直接加入到钻井液中，效果优良，并且无毒环保。
下面结合实施例对本发明作进一步解释和说明，但并不因此限定本发明的保护范围。
实施例1
油基钻井液用抗高温降滤失剂按照下述方法制备得到：
按重量份数，将自来水200份加入反应釜中，开启搅拌(转速为55r/min)，然后缓慢加入氢氧化钠6份，然后升温至95℃后缓慢加入褐煤55份，碱化反应1h后，打入过滤池，过滤掉杂质，然后打回反应釜中，加入盐酸(其中HCl质量含量为30％)1～2份调节pH至5～6；然后加入缓慢加入双十八烷基三甲基氯化铵11份、十八烷基二甲基苄基溴化铵19份，升温至135℃反应4h。然后降温至95℃后加入环烷酸酰胺反应2h后，反应完毕，然后喷雾干燥、粉碎至80目筛通过率≥90％，得到终产品。
实施例2钻井液性能评价
1、基浆配方：5#白油246mL+6g有机土+石灰6g+14.3g乳化剂+润湿剂2.5g+(42mL水+15g氯化钙+750g重晶石)。
2、性能评价：采用本领域常规测试方法，测试钻井液破乳电压、流变性和高温高压滤失量，测试结果见表1。
(1)、破乳电压：老化后，基浆+沥青老化后破乳电压Es(V)大幅下降，基浆+实施例1产品老化前后变化幅度非常小，所以沥青对钻井液稳定性影响较大，本专利产品无影响。
(2)、流变性：基浆+沥青老化后表观AV粘度大幅上升，基浆+实施例1产品粘度无变化，所以沥青对钻井液流变性影响较大，本专利产品无影响。
(3)、滤失量：老化后，基浆+实施例1产品高温高压滤失量FLHTHP大幅下降，效果好于沥青。
表1.钻井液性能测试结果
Figure BDA0001147262950000041
备注：68℃检测；200℃滚动；高温高压滤失条件150℃、3.5MPa；
AV表观黏度；PV塑性黏度；YP动切力；FLHTHP高温高压滤失量；Es(V)破乳电压。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.油基钻井液用抗高温降滤失剂，其特征在于，该降滤失剂由以下组分制备得到，以重量份数计，所述组分包括：褐煤50～60份、氢氧化钠3～9份、盐酸1～2份、双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份、环烷酸酰胺8～12份和自来水180～220份；
所述降滤失剂的制备方法具体如下：
按重量份数计，将自来水180～220份加入反应釜中，开启搅拌，然后缓慢加入氢氧化钠3～9份，升温至90～100℃后缓慢加入褐煤50～60份，碱化反应0.8～1.2h后，打入过滤池，过滤掉杂质，然后打回反应釜中，加入盐酸1～2份调节pH至5～6；然后缓慢加入双十八烷基三甲基氯化铵8～15份、十八烷基二甲基苄基溴化铵15～20份，升温至130～140℃恒温反应3.5～4.5h；待温度降至至90～100℃后加入环烷酸酰胺反应1.6～2.4h后，反应完成，然后喷雾干燥、粉碎，得到终产品。
2.根据权利要求1所述油基钻井液用抗高温降滤失剂，其特征在于，所述搅拌的转速为50～60r/min。
3.根据权利要求1所述油基钻井液用抗高温降滤失剂，其特征在于，所述盐酸中HCl的质量分数为30％。
4.根据权利要求1所述油基钻井液用抗高温降滤失剂，其特征在于，所述终产品的粒径80目筛通过率≥90％。
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