CN110591021A - 腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和钻井液 - Google Patents

腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和钻井液 Download PDF

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冷文龙
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李方
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Abstract

本发明提供了一种腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和水基钻井液，解决了现有技术中的降滤失剂大多抗温性能差，抗盐能力也差的技术问题。所述降滤失剂是以腐植酸钠为原料，通过2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酰胺和改性二氧化硅对腐植酸钠进行接枝改性经共聚反应制备而成。本发明的降滤失剂抗温能力能提高到230℃，抗盐能达到5%以上，并且在应用中能够有效的改善滤饼质量，降低滤失量；并且无毒可降解，满足环保要求，不会对环境造成污染，也不会对地层和油品品质造成伤害。

Description

腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和钻井液
技术领域
本发明涉及一种降滤失剂，具体涉及一种腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和水基钻井液。
背景技术
在钻井过程中，由于压差的作用，钻井液中的水分不可避免地通过井壁滤失到地层中，造成钻井液失水。随着水分进入地层，钻井液中粘土颗粒便附着在井壁上形成“滤饼”，形成一个滤饼井壁。由于滤饼井壁比原来的井壁致密得多，所以它一方面阻止了钻井液的进一步失水，一方面起到了保护井壁的作用。但是在滤饼井壁形成的过程中，滤失的水分过多，滤饼过厚，细粘土颗粒随水分进入地层等都会影响正常钻井，并对地层造成伤害。
钻井液的滤失及滤饼的形成在钻井过程中钻井液的滤失是必然的，通过滤失可形成滤饼保护井壁。但是钻井液滤失量过大，易引起页岩膨胀和坍塌，造成井壁不稳定。此外，滤失量增大的同时滤饼增厚，使井径缩小，给旋转的钻具造成较大的扭矩，起下钻时引起抽汲和压力波动，易造成压差卡钻。因此，适当地控制滤失量是钻井液的重要性能之一。显然，钻井液的滤失量与地层渗透率密切相关。但钻井液发生滤失的同时就有滤饼形成，钻井液再发生滤失时，必须经过已经形成的滤饼。因此，决定滤失量大小的主要因素是滤饼的渗透率。如何形成低渗透率的高质量滤饼，阻止钻井液的进一步滤失，是钻井液配制中要考虑的主要问题之一。
降滤失剂作为钻井液性能第一调节剂，其环保性亦是相当重要的，现有的钻井液降滤失剂大多带有毒性基团，有生物毒性不易降解，会对环境造成污染，同时还可能伤害地层和油品品质。
降滤失剂还需要具有抗高温的性能以及具备良好的抗盐能力，现有的环保型水基钻井液用降的滤失剂抗温能力在200℃以下，在200℃的高温条件下会发生分解；抗盐能力也差，并不能满足需求。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中的降滤失剂，滤饼质量不佳，滤失量较大；
2、现有技术中的降滤失剂，大多不环保，会对环境造成污染，同时还可能伤害地层和油品品质；
3、现有技术中的降滤失剂，大多抗温性能差，抗盐能力也差；
发明内容
本发明的目的在于提供一种腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂及制备方法和水基钻井液，以解决现有技术中的降滤失剂，大多抗温性能差，抗盐能力也差的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，它以腐植酸钠为原料，通过2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和改性二氧化硅对腐植酸钠进行接枝改性经共聚反应制备而成。
可选的或优选的，所述接枝改性的共聚反应中加入了引发剂。
可选的或优选的，所述引发剂为能引发接枝共聚和加成聚合的氧化还原性引发剂。
可选的或优选的，所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠的质量比为2-8：6-12：3-9。
可选的或优选的，所述改性二氧化硅的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的1％-15％；所述引发剂的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的10％-30％。
可选的或优选的，所述接枝改性的共聚反应是在PH为7-9的水溶液中进行的。
可选的或优选的，所述接枝改性的共聚反应中水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的3.3-5倍。
本发明提供的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)试剂准备：
称取改性二氧化硅溶于乙醇中，配置成溶液；
(2)称取丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、腐植酸钠和水加入到反应容器中；
(3)将步骤(1)中配置的溶液加入到反应容器中，进行搅拌溶解；
(4)调节反应容器中反应液的PH值为7-9；然后加热，至反应容器中反应液的温度为60℃-80℃，接着通入氮气25min-35min；
(5)在氮气氛围下将引发剂加入到反应容器中，保持反应容器中的反应温度为60℃-80℃，搅拌反应2h-6h；
(6)将步骤(5)中反应后得到的物质冷却至室温后，通过剪切造粒、烘干、粉碎，得到腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂。
可选的或优选的，所述步骤(1)中，溶液中二氧化硅质量分数为15％-30％。
可选的或优选的，所述步骤(4)中，使用NaOH溶液调节PH值。
本发明提供的一种水基钻井液，其组分包括上述的环保型水基钻井液用降滤失剂。
本发明中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的反应原理：
腐殖酸钠(NaHm)在引发剂(过硫酸铵-亚硫酸氢钠)的引发下与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)发生接枝共聚，并且和丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠(AMPS)、改性二氧化硅TSP-L12(TSP-L12在乙醇的水溶液中才能溶解)双键的加成聚合，如下式一所示。
其中：
1、腐殖酸钠(NaHm)的结构决定了其高温下的稳定性，丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠(AMPS)、改性二氧化硅TSP-L12聚合都是C-C键，抗温能力强，此外，NaHm、AM、AMPS、TSP-L12的吸附基团和水化基团在一定的配比下可以起到很好的降滤失效果。
2、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠AMPS的磺酸集团可以以大π键保护酰胺基团在高温下不会解吸附，此外，其磺化基团也可以提高抗温能力。
3、改性二氧化硅TSP-L12可以提高抗温能力，其具有很强的吸附能力和一定的润滑性能，强吸附作用机理如下式二所示。
式一：
式二：
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，通过2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和改性二氧化硅对腐植酸钠改性，得到的改性后的产物即本发明中的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其抗温能力能提高到230℃，抗盐能达到5％以上，并且在应用中能够有效的改善滤饼质量，降低滤失量；并且无毒可降解，满足环保要求，不会对环境造成污染，也不会对地层和油品品质造成伤害。
(2)本发明提供的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的制备方法，其制备的腐植酸钠改性的水基钻井液用降滤失剂，是通过2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和改性二氧化硅对腐殖酸钠改性，得到的改性后的产物即本发明中的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其抗温能力能提高到230℃，抗盐能达到5％以上，并且在应用中能够有效的改善滤饼质量，降低滤失量；并且无毒可降解，满足环保要求，不会对环境造成污染，也不会对地层和油品品质造成伤害。
(3)本发明提供的水基钻井液，由于其组分中添加了腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，钻井液的抗温能力能提高到230℃，抗盐能达到5％以上，并且能够有效的改善滤饼质量，降低滤失量；并且加入的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂无毒可降解，满足环保要求，不会对环境造成污染，也不会对地层和油品品质造成伤害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是对照例1中腐植酸钠的扫描电镜图片；
图2是本发明实施例1中得到的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的扫描电镜图片；
图3是本发明实施例1中不同浓度的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂水溶液粘度变化图；
图4是本发明实施例1中不同腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂加量对钻井液淡水基浆粘度影响示意图；
图5是应用对照例2中钻井液得到的滤饼的扫描电镜图片；
图6是本发明实施例4中钻井液得到的滤饼的扫描电镜图片；
图7是应用对照例2中钻井液得到的基浆的粒度分布曲线；
图8是应用本发明实施例4中钻井液得到的基浆的粒度分布曲线；
图9是随着对老化前后本发明实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂不同加量下Zeta电位的测量曲线图；
图10是随着老化温度的升高，加入本发明实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的淡水基浆滤失量的变化图；
图11是不同NaCl浓度下本发明中实施例1制备的HAASi的水溶液粘性系数与稠度系数变化关系图；
图12为本发明中实施例1制备的HAASi的水溶液自组装结构对比实验的扫描电镜照片(放大500倍)；
图13为本发明中实施例1制备的HAASi的水溶液自组装结构对比实验的扫描电镜照片(放大1000倍)；
图14为本发明中实施例1制备的HAASi的水溶液自组装结构对比实验的扫描电镜照片(放大2000倍)；
图15为本发明中实施例1制备的HAASi的水溶液自组装结构对比实验的扫描电镜照片(放大5000倍)；
图16为NaCl的浓度(1％HAASi)对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；
图17为NaCl的浓度(1％HAASi+0.5％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；
图18为NaCl的浓度(1％HAASi+1％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；
图19为NaCl的浓度(1％HAASi+2.5％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；
图20为NaCl的浓度(1％HAASi+5％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；
图21为NaCl的浓度(1％HAASi+10％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图；；
图22为NaCl的浓度(1％HAASi+20％NaCl))对本发明实施例1制备的HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
制备腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂：
(1)试剂准备：
引发剂采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠；
称取改性二氧化硅TSP-L12 10g溶于乙醇10ml中，再加入30ml水配置成溶液；
(2)称取丙烯酰胺20g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸50g、腐植酸钠30g和水400ml加入到反应容器中；
(3)将步骤(1)中配置的溶液加入到反应容器中，在搅拌速率为200rad/min进行搅拌溶解；
(4)使用质量分数浓度为20％的NaOH溶液调节反应容器中反应液的PH值为8；然后加热，至反应容器中反应液的温度为70℃，接着通入氮气30min，氮气的通入速率为0.2L/min；
(5)在氮气氛围下将过硫酸铵-亚硫酸氢钠2g加入到反应容器中，保持反应容器中的反应温度为70℃，在搅拌速率为200rad/min搅拌反应4h；
(6)将步骤(5)中反应后得到的物质冷却至室温后，通过剪切造粒、烘干(烘干温度为95℃)、粉碎，得到腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂。
实施例2
制备腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂：
(1)试剂准备：
引发剂采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠；
称取改性二氧化硅TSP-L12 5g溶于乙醇5ml中，再加入3ml水配置成溶液；
(2)称取丙烯酰胺25g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸50g、腐植酸钠25g和水300ml加入到反应容器中；
(3)将步骤(1)中配置的溶液加入到反应容器中，在搅拌速率为300rad/min进行搅拌溶解；
(4)使用质量分数浓度为20％的NaOH溶液调节反应容器中反应液的PH值为7；然后加热，至反应容器中反应液的温度为60℃-80℃，接着通入氮气25min氮气的通入速率为0.3L/min；
(5)在氮气氛围下将过硫酸铵-亚硫酸氢钠3g加入到反应容器中，保持反应容器中的反应温度为60℃，在搅拌速率为300rad/min搅拌反应6h；
(6)将步骤(5)中反应后得到的物质冷却至室温后，通过剪切造粒、烘干(烘干温度为95℃)、粉碎，得到腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂。
实施例3
制备腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂：
(1)试剂准备：
引发剂采用过硫酸钾；
称取改性二氧化硅TSP-L12 10g溶于乙醇10ml中，再加入30ml配置成溶液；
(2)称取丙烯酰胺40g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸30g、腐植酸钠30g和水400ml加入到反应容器中；
(3)将步骤(1)中配置的溶液加入到反应容器中，在搅拌速率为100rad/min进行搅拌溶解；
(4)使用质量分数浓度为20％的NaOH溶液调节反应容器中反应液的PH值为9；然后加热，至反应容器中反应液的温度为80℃，接着通入氮气35min氮气的通入速率0.3L/min；
(5)在氮气氛围下将过硫酸钾2g加入到反应容器中，保持反应容器中的反应温度为80℃，在搅拌速率为100rad/min搅拌反应2h；
(6)将步骤(5)中反应后得到的物质冷却至室温后，通过剪切造粒、烘干(烘干温度为95℃)、粉碎，得到腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂。
实施例4：
制备水基钻井液：
加入了本发明中实施例1中制备的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的钻井液，其加入量是按质量百分比含量的1％-3％加入。
本实施例中，本发明中实施例1中制备的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的钻井液，其加入量是按质量百分比含量的2％。
对照例：
1、应用的是实施例1、实施例2和实施例3中使用的腐植酸钠；
2、应用的是腐殖酸类钻井液。
实验例：
1、将对照例1中的腐植酸钠与上述实施例1中得到的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(即将腐植酸钠接枝改性后的产物，简称为HAASi)进行扫描电镜实验：
扫描电镜实验方法：将腐植酸钠与腐植酸钠接枝改性后的产物均配置成浓度为1％的水溶液；分别在测量的小平台上滴上少许(面积在1cm*1cm内)，用液氮低温冷却挥发后，喷金，再分别用扫描电镜观察其微观结构。
扫描电镜实验结果：如图1所示为对照例1中腐植酸钠的扫描电镜图片；如图2所示为本发明实施例1中得到的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的扫描电镜图片。
扫描电镜实验表明：改性产物(腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂)的水溶液呈多层立体的空间网状结构，空间大小不一，具有束缚自由水或降低自由水流动的能力。
2、不同浓度腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂水溶液粘度的影响：
结果：如图3所示，由于腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂水溶液是聚合物溶液，无固相，以幂律模型分析，随着腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂浓度的增加，水溶液的流性指数n值逐渐降低，稠度系数K值逐渐增加。
3、不同腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂加量对钻井液淡水基浆粘度的影响：
结果：如图4所示，随着腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂质量百分比加量的增加(加量范围为0.5％-3％)，钻井液基浆的粘度逐渐增加。
4、滤饼质量：
①分别应用对照例2中的钻井液与上述实施例4中得到的水基钻井液，将基浆滤失后得到的两种滤饼进行扫描电镜实验：
扫描电镜实验方法：
用小刀划去1cmX1cm的滤饼，放在测量的小平台，用液氮低温冷却挥发水后，喷金，再用仪器观察其微观结构。
扫描电镜实验结果：如图5所示为应用对照例2中钻井液得到的滤饼的扫描电镜图片；如图6所示为本发明实施例4中钻井液得到的滤饼的扫描电镜图片。
扫描电镜实验结果表明：对照例2中基浆滤失后得到的滤饼分布比较松散，且滤饼之间存在部分孔隙；而应用加入了腐殖酸钠改性后产物的钻井液得到的滤饼黏土颗粒排列更加致密，且表面光滑，说明实施例1中得到的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂有着改善滤饼质量的作用。
②改善滤饼质量机理：
粒度分布实验：
粒度分布实验方法：
将基浆配置好泥浆后，通过激光粒度分析仪测量，步骤为：开机-加水-搅拌-循环-测量空白样-加入少许钻井液-搅拌-让仪器所测得的透光度在一定范围类-循环-测量。
粒度分布实验结果：如图7所示为应用对照例2中钻井液得到的基浆的粒度分布曲线；如图8所示为本发明实施例4中钻井液得到的基浆的粒度分布曲线。
实验结果显示：加入实施例1中的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂后，淡水基浆的粒度分布曲线由高窄的单峰变成了矮宽的双峰，粒径分布曲线向左移动，且分布更加广。说明腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂可以对黏土颗粒进行有效的吸附，使粒径分布更加均匀，细小颗粒也可以充分填充于泥饼孔隙，形成致密的泥饼，降低渗透率，达到降滤失的作用。腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的加入使得黏土胶体粒度分布变宽，分布更均匀，有利于形成致密的滤饼。
5、高温下的护胶能力：
实验方法：将实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi)按不同质量百分比加量加入淡水基浆中，对其老化前和老化后的Zeta电位的进行测量。
结果：如图9所示，随着对老化前后实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi)的质量百分比加量为1％时，Zeta电位的测量，发现老化后的Zeta电位变化不大，说明在高温下具有护胶能力。实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi)不同加量下Zeta电位测量结果如下表1所示：
表1 HAASi不同加量下Zeta电位测量结果
6、抗温能力的提高
对比实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi)、改性前的腐殖酸钠、HAA(腐殖酸钠和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺接枝共聚产物)的抗温能力，发现提高了抗温能力。
实验方法：将HAASi、改性前的腐殖酸钠、HAA分别按照质量百分比1％的加量加入淡水基浆，高速搅拌20min后测量其中压滤失量；然后在不同老化温度下老化16h后，再对比其老化前后的中压滤失量。加入实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi)的淡水基浆经不同老化温度老化后滤失量的变化结果如下表2所示：
表2加入HAASi的淡水基浆经不同老化温度老化后滤失量的变化结果
如图10所示，分析可知，随着老化温度的升高，加入实施例1中腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的淡水基浆滤失量也有所升高，但变化不大。而在老化230℃下仍然具有较好的效果。当老化240℃时，还能维持滤失量在14.8ml左右，综合性能稳定，说明具有良好的抗温性能。
7、环保性能：
将实施例1中制备的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂进行生物毒性检测以及生物降解性检测，检测结果如下表3以及表4所示：
表3生物毒性检测结果
生物毒性EC<sub>50</sub>(mg/L) 毒性分级
129100.00 无毒
表4生物降解性检测结果
实验结果显示，实施例1中制备的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，EC50值大于30000无毒，BOD5/CODCr值大于25，易于生物降解，是一种环保型降滤失剂。
8、抗盐检测方法和实验数据
应用上述实施例1中得到的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂进行下述实验：
①实施例1中的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂(HAASi，下述采用此简称)在盐水水溶液中粘度降低。
A、将HAASi配制成浓度为1％的降滤失剂水溶液，在水溶液中加入0.5％～20％的NaCl，通过测量水溶液的粘度，分析不同浓度的盐水环境下聚合物对水基钻井液液相的粘度影响，实验数据如下表5所示。
表5 HAASi水溶液抗盐性能分析
从表5中数据可以得出，在宾汉模型中分析，1％浓度的HAASi水溶液中随着NaCl加量而增加，水溶液的表观粘度、塑性粘度降低，动切力基本不变且趋于0。
B、检测不同NaCl浓度下HAASi水溶液粘性系数与稠度系数变化关系，结果如图11所示；从图11可以看出，以幂律模型分析，1％浓度的HAASi水溶液中随着NaCl加量而增加，水溶液的流性指数n值基本不变，稠度系数K值从4.90mPa·sn逐渐降低到2.04mPa·sn后趋于稳定。
这说明HSSAi的水溶液的抗盐能力可以达到5％。
②HAASi水溶液自组装结构对比
将对加入5％NaCl的1％HAASi水溶液的自组装结构进行研究，分析其失效机理。将加入5％的NaCl的1％的HAASi水溶液冷冻、喷金处理后，通过SEM观察其微观自组装结构。
结果如图12-图15所示，图中可以看出，5％的NaCl对1％的HAASi水溶液自组装结构影响：HAASi分子在微观作用力下形成的空间结构被破坏，共聚物分子间形成的水化膜基本消失，只剩下空间的骨架结构。这是由于Na+进入溶液后，HAASi中部分阴离子基集团与Na+在静电作用下发生吸附，原来的分之间所形成的空间水化膜随着NaCl的加入逐渐消失，只剩下聚合物分子的骨架。
③HAASi在盐水基浆中的评价
盐水基浆配制：500mL淡水基浆+NaCl(加量根据实验需要)，高速揽拌20min，于室温下密闭养护24h。
将对所合成的降滤失剂HAASi的抗盐性能进行评价，在水化24h的4％淡水基浆中加入不同比例(0.5％-20％)的NaCl，养护24h后加入1％HAASi，高速搅拌20min后，通过测量其流变参数和中压滤失量，分析和评价其抗盐能力，实验数据如下表6所示。
表6抗盐能力评价
对表6数据分析得出，钻井液的流变参数变化表现为随着NaCl加量的增加，塑性粘度先增加再降低，在NaCl加量大于10％后趋于稳定，表观粘度和动切力先增加再降低；钻井液的中压滤失量随着NaCl加量的增加先是缓慢增加，在NaCl加量大于5％后迅速增加后趋于稳定，这表明所合成的降滤失剂抗盐至5％。
④HAASi在盐水基浆中的护胶能力评价
通过激光粒度仪对不同浓度NaCl的盐水基浆中加入1％HAASi，并对其黏土的粒度分布进行分析，研究NaCl对HAASi的影响影响，结果如图16-图22所示。
如图16-图22所示，NaCl浓度对HAASi优化黏土颗粒粒度分布的影响，随着NaCl浓度的增加，粒度分布由双峰逐渐变为单峰，切粒度分布逐渐集中，这是由于随着NaCl加量的增加，黏土的双电层被压缩，Zeta电位降低，黏土颗粒聚集。在NaCl的加量大于10％时，黏土的粒度分布明显变窄，部分频度的最大值超过10％，这与HAASi在盐水基浆中的失效所对应的含盐量基本吻合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：它以腐植酸钠为原料，通过2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和改性二氧化硅对腐植酸钠进行接枝改性经共聚反应制备而成。
2.根据权利要求1所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述接枝改性的共聚反应中加入了引发剂。
3.根据权利要求2所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述引发剂为能引发接枝共聚和加成聚合的氧化还原性引发剂。
4.根据权利要求3所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠的质量比为2-8：6-12：3-9。
5.根据权利要求4所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述改性二氧化硅的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的1%-15%；所述引发剂的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的10%-30%。
6.根据权利要求5所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述接枝改性的共聚反应是在PH为7-9的水溶液中进行的。
7.根据权利要求6所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂，其特征在于：所述接枝改性的共聚反应中水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和腐植酸钠总质量的3.3-5倍。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
（1）试剂准备：
称取改性二氧化硅溶于乙醇中，配置成溶液；
（2）称取丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、腐植酸钠和水加入到反应容器中；
（3）将步骤（1）中配置的溶液加入到反应容器中，进行搅拌溶解；
（4）调节反应容器中反应液的PH值为7-9；然后加热，至反应容器中反应液的温度为60℃-80℃，接着通入氮气25min-35min；
（5）在氮气氛围下将引发剂加入到反应容器中，保持反应容器中的反应温度为60℃-80℃，搅拌反应2h-6h；
（6）将步骤（5）中反应后得到的物质冷却至室温后，通过剪切造粒、烘干、粉碎，得到腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂。
9.根据权利要求8所述的腐殖酸改性的水基钻井液用降滤失剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，溶液中二氧化硅质量分数为15%-30%。
10.一种水基钻井液，其特征在于：其组分包括权利要求1-6中任意一项所述的环保型水基钻井液用降滤失剂。
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