CN114381250A - 一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法 - Google Patents

一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法 Download PDF

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杨金娟
罗春景
肖和
郑文武
李德红
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Abstract

本发明提供一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法,包括以下步骤:S1、将精准称量的费托蜡、硬质酸、乳化剂、水、加入反应釜中升温至100℃恒温乳化反应1小时;S2、将丙烯腈聚合物加入反应釜中温度控制在130℃‑140℃搅拌反应2小时;S3、依次加入高碳醇、聚乙二醇、聚合反应1小时;S4将轻质碳酸钙加入反应釜反应2小时;经喷雾造粒制得液用井壁稳定剂改性丙烯费托蜡聚合物。本方法制备的钻井液用井壁稳定剂改性丙烯费托蜡聚合物,该产品油溶率、水溶率较高在200℃高温钻井液中溶解性高,高温高压封堵滤失量效果优良,能有效的降低土浆的塑性粘度和动切力,改善高固相钻井液的流变性和滤失量,从而达到高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性,产品荧光≤4,能满足油田开采探井、评价井地质录井荧光要求。

Description

一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化工技术领域,具体为一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法。
背景技术
随着钻井深度增加,井壁不稳定性增大及油气层保护难度加大,对钻井液的性能要求越来越高,特别是要求钻井液性能在保护井壁稳定的同时能很好保护油层。因此需向钻井液中添加抗温高性能的井壁稳定剂,以提高钻井液的抑制性、抗温性。常见的井壁稳定剂有以下几种,一是沥青类,沥青是原油提炼后的残留物,将沥青进行一定的加工处理后得到的井壁稳定剂,主要分为,氧化沥青类、磺化沥青类、天然沥青类和改性沥青类被广泛应用,但随着石油开采技术的不断发展油气层污染问题逐渐重视,石油钻井环保要求越来越高,要求使用的沥青类防塌剂和褐煤类防塌剂由于不符合环保要求,毒性污染环境,荧光干扰地质录井,不在允许使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明提供一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物的制备方法,包括以下步骤:
S1、将精准称量的费托蜡60份、硬质酸10份、乳化剂15份、水200份加入反应釜中升温至100℃恒温乳化反应1小时;
S2、将丙烯腈聚合物40份加入反应釜中温度控制在130℃-140℃搅拌反应2小时;
S3、依次加入高碳醇15份、聚乙二醇10份聚合反应1小时;
S4、将轻质碳酸钙10份加入反应釜反应0.5小时;经喷雾造粒制得液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物;
本发明还公开由上述方法制得的钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物。
本发明的有益效果在于:采用本发明提供的方法制备的钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物,该产品油溶率、水溶率较高在200℃高温钻井液中溶解性高,高温封堵滤失量效果优良,能有效的降低土浆的塑性粘度和动切力,改善高固相钻井液的流变性和滤失量,从而达到高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性,产品荧光≤4,能满足油田开采探井、评价井地质录井荧光要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物的制备方法,包括以下步骤:
S1、将精准称量的费托蜡60kg、硬质酸10kg、乳化剂15kg、水200kg加入反应釜中升温至100℃恒温乳化反应1小时;
S2、将丙烯腈聚合物40kg加入反应釜中温度控制在130℃-140℃搅拌反应2小时;
S3、依次加入高碳醇15kg、聚乙二醇10kg聚合反应1小时;
S4、将轻质碳酸钙10kg加入反应釜反应0.5小时;经喷雾造粒制得液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物;
性能测试:
一、钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物技术指标
表1技术指标
项目 指标
外观 灰色或灰白色颗粒或粉末
pH值 7.0~9.0
水溶物含量,% ≥40.0
油溶物含量,% ≥30.0
表观黏度变化值,mPa·s ≤15.0
HTHP滤失量降低率 ≥60.0
荧光级别,级 ≤4
4试验方法
4.1仪器与材料
4.1.1仪器
a)天平:分度值0.01g;分度值0.1mg;
b)干燥箱:最高温度300℃,控温灵敏度±2℃;
c)溶解式抽提器:附样品杯及微型冷凝管;
d)电热套:100mL,200W;
e)高速搅拌器:负载转速为11000r/min±300r/min;
f)高温高压滤失仪:GGS71型同类产品;
g)旋转黏度计:Fann35型或同类产品;
h)地质荧光仪:LH-1501型或同类产品,波长365nm。
4.1.2材料
a)钻井液配浆用膨润土:符合SY/T5490要求;
b)滤纸:符合SY/T5677要求;
c)无水碳酸钠:分析纯;
d)精密pH试纸:色阶间隔0.5;
e)蒸馏水:符合GB/T6682中三级水的要求;
f)四氯化碳:分析纯;
g)正己烷:分析纯。
二、试验方法
4.2试验程序
4.2.1外观
在自然光下目测。
4.2.2pH值
称取2.0g(精确至0.01g)试样,放入500mL烧杯中,加蒸馏水200mL,搅拌20min,用pH试纸测其pH值。
4.2.3水溶物含量
4.2.3.1取(0.2~0.3)g脱脂棉(精确至0.1mg)放入一个用擦镜头纸卷成的纸卷中,在105℃±3℃下烘干2h备用。
4.2.3.2称取0.5g试样(精确至0.1mg),放入上述纸卷中包严后称量(精确至0.1mg),再放入抽提器内的样品杯中,将样品杯挂在抽提器内微型冷凝管下方。
往抽提器中注入250mL~300mL蒸馏水,将抽提器放入电热套内加热并保持沸腾状态4h。
4.2.3.3取出样品杯,并保持在105℃±3℃烘干4h。取出放入干燥器中冷却30min后称量(精确至0.1mg)。
4.2.3.4计算水溶物含量。
水溶液含量,%等于(脱脂棉+擦镜头纸+式样)质量,g减去(脱脂棉+擦镜头纸+残留物)质量,g后除以试样质量在乘于100。
4.2.4油溶物含量
4.2.4.1取(0.2~0.3)g脱脂棉(精确至0.1mg)放入一个用擦镜头纸卷成的纸卷中,在105℃±3℃下烘干2h备用。
4.2.4.2称取0.5g试样(精确至0.1mg),放入上述纸卷中包严后称量(精确至0.1mg),再放入抽提器内的样品杯中,将样品杯挂在抽提器内微型冷凝管下方。
往抽提器中注入250mL~300mL四氯化碳,将抽提器放入电热套内加热并保持沸腾状态4h。
4.2.4.3取出样品杯,并保持在105℃±3℃烘干4h。取出放入干燥器中冷却30min后称量(精确至0.1mg)。
4.2.4.4计算油溶物含量。
油溶液含量,%等于(脱脂棉+擦镜头纸+式样)质量,g减去(脱脂棉+擦镜头纸+残留物)质量,g后除以试样质量在乘于100。
4.2.5HTHP滤失量降低率和表观黏度变化值
4.2.5.1量取蒸馏水400mL,在搅拌的条件下加入0.56g(精确至0.01g)无水碳酸钠,溶解后边搅拌边缓缓加入16g钻井液配浆用膨润土(精确至0.01g),8g评价土(精确至0.01g),高速搅拌20min,在搅拌过程中停下两次,以刮下黏附在容器壁上和搅拌棒上的黏土,室温下密闭养护24h作为基浆。按此方法配制两份基浆,养护完成后高速搅拌5min,其中一份按GB/T16783.1规定测定基浆表观黏度,另一份测量在120℃、3.5MPa下的HTHP滤失量,其HTHP滤失量应在(60.0±5.0)mL范围内,否则调整两种土的加量。
4.2.5.2取两份4.2.5.1配好的基浆各400mL,其中一份加入12.0g(精确至0.01g)试样,高速搅拌20min。室温下密闭养护16h后高速搅拌5min,按GB/T16783.1规定分别测定基浆和试验浆的表观黏度和HTHP滤失量(120℃、3.5MPa)。
4.2.5.3分别计算HTHP滤失量降低率和表观黏度变化值。
4.2.6荧光级别
4.2.6.1取一张干净滤纸置于紫外光下检查,确保洁净无油污。
4.2.6.2称取0.50g(精确至0.01g)试样置于50mL烧杯中,加入10mL正己烷,用玻璃棒搅拌至完全溶解。沾取(1~2)滴上层清液滴在滤纸上。待正己烷挥发后,将滤纸置于紫外光下观察荧光的颜色、亮度和形状。根据表2进行荧光级别划分。
表2荧光定性分析表
Figure BDA0003480773010000061
Figure BDA0003480773010000071
三、实验数据及实验结论:
对本实施例1制备的钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物经过室内实验能满足该技术指标要求。
Figure BDA0003480773010000072
经过室内实验的调整和证明,采用本发明提供的方法制备的钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物,该产品油溶率、水溶率较高在200℃高温钻井液中溶解性高,高温封堵滤失量效果优良,能有效的降低土浆的塑性粘度和动切力,改善高固相钻井液的流变性和滤失量,从而达到高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性,产品荧光≤4,能满足油田开采探井、评价井地质录井荧光要求。

Claims (2)

1.一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将精准称量的费托蜡60份、硬质酸10份、乳化剂15份、水200份加入反应釜中升温至100℃恒温乳化反应1小时;
S2、将丙烯腈聚合物40份加入反应釜中温度控制在130℃-140℃搅拌反应2小时;
S3、依次加入高碳醇15份、聚乙二醇10份聚合反应1小时;
S4、将轻质碳酸钙10份加入反应釜反应0.5小时;经喷雾造粒制得液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物。
2.一种钻井液用井壁稳定剂丙烯费托蜡聚合物,其特征在于,由权利要求1所述的方法制得。
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