CN1144834A

CN1144834A - 一种抑制型钻井液稀释剂

Info

Publication number: CN1144834A
Application number: CN 96107822
Authority: CN
Inventors: 代明午; 孙贞; 曾定烈; 毛伟汉; 李来文
Original assignee: Well Drilling Co No2 Daqing Petroleum Administration
Current assignee: Well Drilling Co No2 Daqing Petroleum Administration
Priority date: 1996-05-26
Filing date: 1996-05-26
Publication date: 1997-03-12

Abstract

本发明涉及石油勘探井和生产井在钻井过程中所使用的一种抑制型钻井液稀释剂。克服了原有稀释剂或抑制剂均具有单一功能的问题。其特征在于以甲基硅树脂为原料，在碱溶液中水解中生成聚甲基硅醇钠，聚甲基硅醇钠再与硅酸盐和聚乙二醇进行复配化合而成。该产品具有既能抑制粘土水化分散而又能降低钻井液的粘度和切力的特点，可提高钻井液的稳定性，满足钻井的要求。

Description

一种抑制型钻井液稀释剂

本发明涉及石油勘探井和生产井在钻井过程中所使用的一种钻井液稀释剂，属于一种抑制粘土水化分散的抑制型钻井液稀释剂。

目前，油田的勘探井和生产井，在钻井过程中通过钻杆串上钻头的旋转来破碎地下岩层，所破碎的岩屑由钻杆注入的钻井液经环形空间带到地面。钻井是钻井过程中不可缺少的，同时钻井液性能的好坏直接关系到钻井井身质量和钻进速度，钻井液的性能必须符合地层和钻井的要求，而钻井液的性能是随着钻进、时间和温度在发生变化，如钻井液粘度、切力随着进尺的增加或长时间老化或温度升高而提高，钻井液粘度、切力提高了则影响钻井速度的提高，还会引起钻头泥包，因而需用稀释剂来处理钻井液，使钻井液的粘度(稠度)、切力降低，以满足钻井的要求；况且在水基钻井液中，水的存在会使粘土水化而分散，粘土水化分散后会使钻井液粘度、切力显著上升，为了不使钻井所产生的粘土及井壁粘土水化分散影响钻井液性能和井壁稳定，就要加入抑制剂抑制粘土的水化分散。目前，常见的稀释剂或抑制剂均具有单一性能，或具有稀释性能，或具有抑制性能，稀释、抑制性能均佳的处理剂还很少。基于此，提出本发明。

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种降粘、降切效果好又能抑制粘土水化分散的一种抑制型钻井液稀释剂。

本发明的目的可以通过以下技术方案来达到：以水为溶剂，按重量百分比计含有：20-24％的甲基硅树脂，11-14％的氢氧化钠，14-16％的硅酸钠(水玻璃)和2-6％的聚乙二醇。

上述方案中甲基硅树脂能够在氢氧化钠NaOH溶液中水解成聚甲基硅醇钠，聚甲基硅醇钠能和硅酸钠部分结合生成聚甲基硅醇酸钠，没有结合的硅酸钠能够与聚甲基醇钠以化合键形式相吸附，聚乙二醇和氢氧化钠反应生成聚乙二醇钠，聚乙二醇钠能够与上述几种生成物以氢键形式相吸附。这种以聚甲基硅醇钠、聚甲基硅醇酸钠、硅酸钠和聚乙二醇钠共存而形成的溶液既为本发明产品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：由于聚甲基硅醇钠、聚甲基硅醇酸钠、硅酸钠、聚乙二醇钠均是链状化合物，能与粘土颗粒表面的硅原子和氧原子发生吸附，其中前述三种物质即能与硅原子又能与氧原子相吸附，因此，吸附特性极强，吸附速度快。吸附后在粘土表面形成溶剂化层和水化膜。溶剂化层的存在，阻止了水分子的进入，从而起到了抑制粘土水化分散的作用；同时形成的水化膜拆散或削弱了粘土颗粒间的网架结构，从而起到降低钻井液粘度、切力的作用。由于硅酸钠是一种强吸水性化合物，因而能增强水化膜的厚度，增强降粘、切效果。

下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明：

成份与比例，按重量百分比计，以水为溶剂，含有：

a、甲基硅树脂，20-24％，结构式

b、氢氧化钠，11-14％，分子式NaOH；

c、硅酸钠(水玻璃、模数1.0-1.2)，14-16％，分子式Na₂SiO₃·9H₂O；

d、聚乙二醇，2-6％，结构式

其中水的百分比为1-(a+b+c+d)。

上述反应式：上述的甲基硅树脂可由等当量的乙基硅树指(结构式：代替，硅酸钠可以选用任意模数，其加量应按Na₂SiO₃·9H₂O中等含Si₂O的当量计算，同时应按Na₂SiO₃·9H₂O中所含NaOH的当量数，相应增加反应所需氢氧化钠量，但最好由应增加的氢氧化钠和所选用的水玻璃(硅醇钠)反应配成1.0-1.2模数为最好。

上述各化合物中：

CH₃——甲基 OH——羟基

—硅树脂链 NaO—羟钠基

SiO₂Na—硅酸钠基团

—聚乙二醇分子链

上述产品的生产方法依序为：

(1)在耐腐蚀有搅拌器且能加热的反应釜中加入水；

(2)将氢氧化钠加入反应釜中，同时加温50-80℃。反应至氢氧化钠完全溶解；

(3)将甲基硅树脂加入反应釜中，加温90-100℃，搅拌反应2-3小时；

(4)将硅酸钠(水玻璃)加入反应釜中，加温80-100℃，反应1小时。

(5)将聚乙二醇加入反应釜中，加温80-90℃，反应1小时；

(6)将反应液从反应釜中放出，进行包装，即为本发明产品。

按上述步骤生产的本发明产品，当浓度在48-52％时，常温降粘率大于80％，高温(150℃)降粘率大于75％，常温10分钟静切力小于5Pa，高温(150℃)10分钟，降粘率小于5Pa，岩屑回收率大于70％，均能达到本发明的目的，浓度为30-60％也可达到本发明目的。

Claims

1、一种抑制型钻井液稀释剂，以水为溶剂，其特征在于含有(按重量百分比)：

a、甲基硅树脂，20-24％，结构式

b、氢氧化钠，11-14％，分子式NaOH；

c、固体硅酸钠(模数1.0-1.2)，14-16％，分子式Na₂Sio₃·9H₂O；

d、聚乙二醇(分子量1200-1500)，2-6％，结构式

上述反应式：

其中水的百分比为1-(a+b+c+d)。

2、根据权力要求1所述的稀释剂，其特征在于：甲基硅树脂可由等当量的乙基硅树脂代替。

3、根据权利要求1所述的稀释剂，其特征在于硅酸钠可选用任意模数的水玻璃。

4、一种生产权利要求1的产品方法依序为：

(1)在反应釜中加入水；

(2)将氢化钠加入反应釜中，同时加温至50-80℃；

(3)将甲基硅树脂加入反应釜中，加温90-100℃，搅拌，反应2-3小时；

(4)将硅酸钠加入反应釜中，在80-100℃条件下反应1小时；

(5)将聚乙二醇加入反应釜中，在80-100℃条件下反应1小时。