CN110862807A - 钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用 - Google Patents

钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了钻井液用聚合物类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60～100份、吐温801~2份、失水山梨月桂酸酸脂5～9份、丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS30～50份、蒸馏水80～150份、纯碱15～25份、DMDAAC 10～15份和引发剂0.5～1.5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

钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用
技术领域
本发明涉及钻井附属装置的技术领域，特别是涉及一种钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用。
背景技术
众所周知，钻井液用降滤失剂又称降失水剂，是川来减少钻井液的液相滤失量或液相向地层渗漏的损失量的外加剂。按化学成分分类，降滤失剂可分为矿物类，天然有机物及其改性物类(如褐煤碱液、预胶化或改性淀粉)、合成有机物类(如竣甲基纤维素及聚丙烯酸盐类)等；现有的钻井液用降滤失剂使用时需要配制成胶液，抗剪切性差、抗盐差、对高价金属离子敏感和热稳定性差，不可用于深井、超深井中和高矿化度盐水中，导致使用局限性较高；并且现有的钻井液用降滤失剂在生产过程中，工艺复杂，加工成本较高，能源消耗严重，并且烘干过程中产生废气排放，对环境造成污染，固体产品在加工过程中产生的粉尘对工作人员造成危害。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种提高其耐温、抗盐钙、及抗剪切性，可用于深井、超深井中和高矿化度盐水中，应用更加广泛，降低使用局限性；并且生产工艺简单，降低生产成本，减少能源消耗，避免废排放对环境造成的污染以及固定产品加工过程中粉尘对工作人员造成的危害，提高实用性的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂及其生产工艺和应用。
本发明的钻井液用聚合物类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60～100份、吐温80 1～2份、失水山梨月桂酸酸脂5～9份、丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、蒸馏水80～150份、纯碱15～25份、DMDAAC 10～15份和引发剂0.5～1.5份。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂，所述引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂，所述氧化还原引发剂包括但不局限于过氧化氢、过硫酸钠以及亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠。
本发明的钻井液用聚合物类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60～100份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂5～9份、吐温80 0.5～1份，搅拌30～60min，备用；
（2）水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水80～150份，搅拌条件下加入纯碱15～25份，搅拌30min，然后依次加入丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、DMDAAC 10～15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1000～1100r/min并高速剪切30min，然后调低转速至100～110r/min，边搅拌边通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，15～25℃加入引发剂0.5～1.5份，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、吐温80 1～1.5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。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，步骤（1）和（2）中，搅拌转速为50～60r/min。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，步骤（3）中，缓慢加入要求20～30min内加完。
本发明的钻井液用聚合物类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。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
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，抗钙盐可达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。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的钻井液用聚合物类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60～100份、吐温80 1～2份、失水山梨月桂酸酸脂5～9份、丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、蒸馏水80～150份、纯碱15～25份、DMDAAC 10～15份和引发剂0.5～1.5份。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂，所述引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂，所述氧化还原引发剂包括但不局限于过氧化氢、过硫酸钠以及亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠。
本发明的钻井液用聚合物类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60～100份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂5～9份、吐温80 0.5～1份，搅拌30～60min，备用；
（2）水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水80～150份，搅拌条件下加入纯碱15～25份，搅拌30min，然后依次加入丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、DMDAAC 10～15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1000～1100r/min并高速剪切30min，然后调低转速至100～110r/min，边搅拌边通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，15～25℃加入引发剂0.5～1.5份，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、吐温80 1～1.5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。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，步骤（1）和（2）中，搅拌转速为50～60r/min。
本发明的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂的生产工艺，步骤（3）中，缓慢加入要求20～30min内加完。
本发明的钻井液用聚合物类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。
实施例1
本发明提供的钻井液用聚合物类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75份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂8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18份，搅拌30min，然后依次加入丙烯酰胺40份、丙烯酸10份、AMPS 40份、DMDAAC 15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1000～1100r/min并高速剪切30min，然后调低转速至100～110r/min，边搅拌边通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，15～25℃加入引发剂1份，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、吐温80 1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。
实施例2
本发明提供的钻井液用聚合物类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100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 1份，搅拌30～60min，备用；
（2）水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水150份，搅拌条件下加入纯碱25份，搅拌30min，然后依次加入丙烯酰胺45份、丙烯酸15份、AMPS 45份、DMDAAC 15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1000～1100r/min并高速剪切30min，然后调低转速至100～110r/min，边搅拌边通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，15～25℃加入引发剂1份，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、吐温80 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。
Figure 1
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2 wt %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.
与现有技术相比本发明的有益效果为：
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，抗钙盐可达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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钻井液用聚合物类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60～100份、吐温80 1～2份、失水山梨月桂酸酸脂5～9份、丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、蒸馏水80～150份、纯碱15～25份、DMDAAC 10～15份和引发剂0.5～1.5份。
2.如权利要求1所述的钻井液用聚合物类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.如权利要求2所述的钻井液用聚合物类抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于，所述氧化还原引发剂包括但不局限于过氧化氢、过硫酸钠以及亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠。
4.权利要求1-3任一项所述钻井液用聚合物类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60～100份，搅拌条件下缓慢依次加入乳化剂失水山梨醇硬脂酸脂5～9份、吐温80 0.5～1份，搅拌30～60min，备用；
（2）水相配制：
在另一反应釜中加入蒸馏水80～150份，搅拌条件下加入纯碱15～25份，搅拌30min，然后依次加入丙烯酰胺30～50份、丙烯酸10～20份、AMPS 30～ 50份、DMDAAC 10～15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1000～1100r/min并高速剪切30min，然后调低转速至100～110r/min，边搅拌边通入氮气除氧，通氮气30分钟，通氮气完成，15～25℃加入引发剂0.5～1.5份，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、吐温80 1～1.5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.如权利要求4所述的钻井液用聚合物类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50～60r/min。
6.如权利要求5所述的钻井液用聚合物类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20～30min内加完。
7.权利要求1-3任一项所述钻井液用聚合物类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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