CN115491184B - 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 - Google Patents
钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115491184B CN115491184B CN202211171279.0A CN202211171279A CN115491184B CN 115491184 B CN115491184 B CN 115491184B CN 202211171279 A CN202211171279 A CN 202211171279A CN 115491184 B CN115491184 B CN 115491184B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- polyethylene glycol
- lubricant
- alcohol ether
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
- C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/12—Swell inhibition, i.e. using additives to drilling or well treatment fluids for inhibiting clay or shale swelling or disintegrating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/34—Lubricant additives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,它是由下述重量配比的原料制成:清水30~45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1~7份,硫化异丁烯0.1~0.5份,引发剂0.001~0.01份,聚乙二醇200 2~15份,三乙醇胺1~5份,硅酸钠13~20份,消泡剂6~15份,氢氧化钠溶液;上述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液。本发明还提供了所述醇醚聚合物的制备方法。本发明具有浊点效应,当井内温度高于浊点温度时会析出醇醚微粒,阻塞井壁孔隙,它的抑制和润滑性能良好,有利于保护油气层,解决了在钻井过程中易造成的井壁失稳问题,满足了定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求,使用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井助剂,具体是一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。本发明还涉及所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法。
背景技术
在钻井过程中,由于泥页岩的水化作用,钻头易发生卡钻,不仅加剧钻头和钻具的磨损,还会导致井壁失稳、井塌等一系列事故,严重威胁到钻井作业的安全,这对钻井液的抑制性和润滑性提出了较高的要求。
润滑剂是钻井液的重要添加剂,其作用是润滑钻具,降低钻具与金属套管及井壁的摩擦阻力,达到防止卡钻、提高钻速的目的;此外,在钻具遇泥页岩地层时,同时需要向钻井液中加入抑制剂以防止黏土的水化膨胀,避免发生井壁失稳、井塌等钻井事故。
相关专利文献:CN105694827A公开了一种适用于有机盐钻井液的润滑剂及其制备方法,所述润滑剂按重量份计由以下组分组成:5-10份蓖麻油聚氧乙烯醚、40-70份聚乙二醇、20-40份聚乙烯基吡咯烷酮,该润滑剂通过形成“金属-油膜-疏水膜-井壁”的多层润滑结构,在有机盐钻井液体系中具有良好的润滑效果,而且随着钻井液温度升高,该润滑剂在有机盐钻井液中发生浊点效应,可以进一步提高润滑性。CN109370544A公开了一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物及其制备方法,醇醚聚合物是由下述原料制成的:清水、水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂。抑制润滑剂醇醚聚合物的性能为:页岩膨胀降低率≥50%,润滑系数降低率≥70%。CN 110776881 A公开了一种钻井液仿生润滑剂,包含重量份数的以下组分:水100份、瓶刷型聚合物2~15份、海藻酸钠1~5份、长链脂肪醇1~10份,该仿生润滑剂能够在钻具和井壁泥饼表面良好吸附并使摩擦表面高度水合,润滑效果更为持久;然而该仿生润滑剂并不具有抑制性能。CN 106634887 A提供了一种钻井液用防塌润滑剂聚合醇,其由表面活性剂PE、木质素磺酸钠盐、聚丙烯腈-铵盐、表面活性剂L62/表面活性剂SP80、消泡剂XP经混合而成,该防塌润滑剂工艺简单,经济,适合生产。CN111394072 A公开了一种钻井液用聚合醇类抑制性润滑剂,其制备方法为:取有机胺与有机酸进行搅拌,反应,升温搅拌、保温,即得润滑改性剂;将聚合醇与所述润滑改性剂混合,搅拌,加入水、消泡剂、渗透剂,升温搅拌即得,该聚合醇类抑制性润滑剂在钻井过程中能够减少钻具摩阻,增加润滑性,同时减少页岩水化,保护地层,符合环保要求。CN 1331978C公开了一种钻井液用聚合醇润滑抑制剂,该润滑抑制剂由起润滑作用的聚合醇A和起抑制作用的聚合醇B组成,聚合醇A为浊点为5℃~20℃的聚氧乙烯脂肪酸酯或聚氧丙烯脂肪酸酯,聚合醇B为浊点为70℃~90℃的聚氧乙烯脂肪醇或聚氧丙烯脂肪醇,该润滑抑制剂适用于淡水或盐水或饱和盐水钻井液体系,具有很好的润滑性和页岩抑制性。
然而以上技术产品比较单一,不能满足日益复杂地层的钻井需求(并未完全满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,它的抑制和润滑性能良好,有利于保护油气层,能解决在钻井过程中易造成的井壁失稳问题,以满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求,使用效果好。
为此,本发明所要解决的另一个技术问题在于,提供一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其技术方案在于它是由下述重量配比的原料制成:清水30~45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1~7份,硫化异丁烯0.1~0.5份,引发剂0.001~0.01份,聚乙二醇200 2~15份,三乙醇胺1~5份,硅酸钠13~20份,消泡剂6~15份,氢氧化钠溶液。上述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求。
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、硫化异丁烯加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至45~60℃,搅拌至溶解得到溶液A(溶液A也可称作溶液体系),用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8~9,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂,以200~300r/min的速度搅拌20~25min,静置6~8h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的(所述)中间产物中加入聚乙二醇200、三乙醇胺、硅酸钠和消泡剂,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
上述技术方案中,优选的技术方案可以是,所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为10~40,优选为20~35。上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或者两种原料的组合,两种原料组合时其配比是任意的。上述的消泡剂为十四烷醇、十六烷醇、十八烷醇、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或者两种原料的组合,两种原料组合时其配比是任意的。上述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠(速溶硅酸钠、速溶粉状硅酸钠)。
本发明所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的主要组分为由甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯聚合而成的支链状聚合物,其结构中主要包含:
(1)碳-碳主链,碳-碳主链为憎水基团,降低醇醚聚合物与钻具及井壁的摩擦力,形成润滑保护膜,利于润滑性能的提高。此外,碳-碳主链与硅酸钠的协同作用可防止水分进入井壁,有效提高井壁的稳定性。
(2)聚乙二醇支链,其聚合度为10~40,优选为20~35。
本发明所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物中还包含聚乙二醇,一方面可直接吸附在钻具及井壁上加强润滑作用,另一方面可调节醇醚聚合物的浊点在30℃~60℃的适宜范围内。
(3)硫化基团支链,可在金属表面吸附,形成物理流体吸附膜,隔离两对摩擦副,起到流体润滑作用。
上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水30份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份,硫化异丁烯0.1份,引发剂0.005份,聚乙二醇200 5份,三乙醇胺4份,硅酸钠15份,消泡剂7份,氢氧化钠溶液。所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为25;所述的引发剂为过硫酸铵;所述的消泡剂为十六烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水30份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份、硫化异丁烯0.1份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至50℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至9,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸铵0.005份,以300r/min的速度搅拌25min,静置6h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 5份、三乙醇胺4份、硅酸钠15份和消泡剂7份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水40份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份,硫化异丁烯0.2份,引发剂0.008份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺5份,硅酸钠13份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液。所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为30;所述的引发剂为过硫酸钾;所述的消泡剂为十四烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水40份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份、硫化异丁烯0.2份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8.5,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸钾0.008份,以250r/min的速度搅拌25min,静置7h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 10份、三乙醇胺5份、硅酸钠13份和消泡剂10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份,硫化异丁烯0.5份,引发剂0.01份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺3份,硅酸钠20份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液。所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为35;所述的引发剂为过硫酸铵与过硫酸钾两种原料的组合,过硫酸铵与过硫酸钾的重量配比为1:1;所述的消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水45份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份、硫化异丁烯0.5份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8,之后在溶液A中加入过硫酸铵0.005份、过硫酸钾0.005份,以300r/min的速度搅拌20min,静置8h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 10份、三乙醇胺3份、硅酸钠20份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物具有浊点效应,当井内温度高于浊点温度时会析出醇醚微粒,阻塞井壁孔隙,且分子中的醚键通过氢键吸附井壁,形成润滑性的保护膜;主链上的碳-碳长链与硅酸钠的协同作用进一步增强了润滑和抑制效果,有效提升了井壁稳定性和润滑效果,有利于保护油气层;含硫极性基团可在金属表面吸附,形成物理吸附膜,进一步起到流体润滑作用。这样,本发明在温度高于浊点时在钻具和井壁具有良好的吸附性,且分子中的醚键、碳-碳长链和硅酸钠等作用使其能够进一步有效提升井壁稳定性和润滑性能,有利于保护油气层,含硫极性基团可在金属表面吸附,形成物理吸附膜,进一步起到流体润滑作用,可满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求。
本发明提供的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,与现有技术性相比的主要优点在于:
(1)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物中的核心组分是由甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和硫化异丁烯聚合得到的支链状聚合物,该聚合物主链憎水、支链亲水特性大大提高了醇醚聚合物的润滑性能和稳定井壁性能。
(2)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的其他组分包括聚乙二醇200,其作用是可直接吸附在钻具及井壁上加强润滑作用,还可调节醇醚聚合物的浊点在30℃~60℃的适宜范围内,在井下形成浊点效应,进一步提高了润滑效果。
(3)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物中还包含硅酸钠,其作用是与醇醚聚合物形成协同作用,这是润滑剂醇醚聚合物具有抑制性的重要原因。
(4)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物有利于保护油气层,可满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求。
综上所述,本发明提供的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物各组分间协同作用显著(参见本发明的试验部分),所述醇醚聚合物能有效稳定井壁,抑制和润滑效果良好(抑制和润滑性能良好),有利于保护油气层,且制备过程简单,易于实施,生产成本低,维护简单,可满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求,使用效果良好。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于发明中的实施例,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:本发明所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水30份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份,硫化异丁烯0.1份,引发剂0.005份,聚乙二醇200 5份,三乙醇胺4份,硅酸钠15份,消泡剂7份,氢氧化钠溶液。
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为25;所述的引发剂为过硫酸铵;所述的消泡剂为十六烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水30份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份、硫化异丁烯0.1份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至50℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至9,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸铵0.005份,以300r/min的速度搅拌25min,静置6h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 5份、三乙醇胺4份、硅酸钠15份和消泡剂7份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
实施例2:本发明所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水40份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份,硫化异丁烯0.2份,引发剂0.008份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺5份,硅酸钠13份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液。
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为30;所述的引发剂为过硫酸钾;所述的消泡剂为十四烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水40份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份、硫化异丁烯0.2份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8.5,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸钾0.008份,以250r/min的速度搅拌25min,静置7h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 10份、三乙醇胺5份、硅酸钠13份和消泡剂10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
实施例3:本发明所述的所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成:清水45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份,硫化异丁烯0.5份,引发剂0.01份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺3份,硅酸钠20份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液。
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为35;所述的引发剂为过硫酸铵与过硫酸钾两种原料的组合,过硫酸铵与过硫酸钾的重量配比为1:1;所述的消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水45份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份、硫化异丁烯0.5份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8,之后在溶液A中加入过硫酸铵0.005份、过硫酸钾0.005份,以300r/min的速度搅拌20min,静置8h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇20010份、三乙醇胺3份、硅酸钠20份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
对比例1:一种抑制润滑剂,除不加入甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯外,其余皆与实施例1相同的原料,制备方法为在反应釜中按所述重量配比加入清水、硫化异丁烯、聚乙二醇200、三乙醇胺、硅酸钠和消泡剂,混合搅拌均匀,即得产物。
对比例2:一种抑制润滑剂,除不加入硫化异丁烯外,其余皆与实施例1相同的原料的制备方法获得。
对比例3:一种抑制润滑剂,除不加入硅酸钠外,其余皆与实施例1相同的原料的制备方法获得。
对比例4:一种抑制润滑剂,除不加入聚乙二醇200外,其余皆与实施例1相同的原料的制备方法获得。
以下是发明的试验部分:
本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物可适用各钻井液体系。在钻井液体系中的用量根据实际的钻井地质条件添加,添加量(用量)为1%~3.5%(重量百分比)。
浊点测试:
称取1.0g已制得的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,置于250mL烧杯中,加入100mL蒸馏水,在磁力搅拌器上搅拌10min,取溶液5mL倒入10mL试管中,将试管放入盛有水的烧杯中,加热,升温,加热过程中不断摇动试管中的液体,用温度计测定试管内溶液温度,当溶液变浑浊时,记录试管内液体温度,即为浊点。
各实施例和对比例中钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的浊点测试结果见表1。
润滑系数降低率测试:
(1)分别在400mL蒸馏水中加入0.6g无水碳酸钠,溶解后,在11000r/min搅拌下缓慢加入20g钻井液试验配浆用膨润土,累计高速搅拌20min,期间至少停下两次,以刮下黏附于杯壁上的膨润土,在25℃±1℃下密闭养护24h,作为基浆。
(2)取配制好的两份基浆,其中一份加入4g(重量百分比为1%)已制得的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,与另一份基浆分别高速搅拌5min。
(3)打开Fann212极压润滑仪,加压16.95N·m(转速60r/min),运转10min,分别测定基浆、试样浆的润滑系数,计算润滑系数降低率。
式中:η——润滑系数降低率,%;
ω0——基浆润滑系数;
ω1——试样浆润滑系数。
各实施例和对比例中润滑系数降低率试验结果见表1。
页岩膨胀降低率测试:
称取在105℃±2℃下烘干4h的钻井液膨胀试验用膨润土10g,装入页岩膨胀仪测试筒中,加压4.0MPa并保持5min,制得试验岩心。把装有岩心得测试筒安装在页岩膨胀仪上,将浓度为5%的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物溶液注入测量筒,测定8h的膨胀量,用蒸馏水作空白试验,计算页岩膨胀降低率:
式中:H——页岩膨胀降低率,%;
H0——蒸馏水的膨胀量,mm;
H1——试样溶液的膨胀量,mm。
各实施例和对比例中页岩膨胀降低率试验结果见表1。
表1各实施例和对比例测试结果
浊点,℃ | 页岩膨胀降低率,% | 润滑系数降低率,% | |
实施例1 | 55 | 57.3 | 88.5 |
实施例2 | 53 | 58.2 | 87.0 |
实施例3 | 52 | 56.3 | 87.4 |
对比例1 | 65 | 32.5 | 50.4 |
对比例2 | 57 | 38.3 | 52.6 |
对比例3 | 55 | 37.6 | 53.2 |
对比例4 | 62 | 52.2 | 67.1 |
从表1可以看出,采用本发明的钻井液用抑制润滑剂浊点稳定,页岩抑制性和润滑性能良好,能够有效的稳定井壁和润滑钻具、井壁,说明本发明的抑制润滑剂性能良好;对比例1、对比例2、对比例3和对比例4中产品综合性能较差,说明本发明中制备钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的原料缺一不可。
综上所述,本发明(以上实施例)提供的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物各组分间协同作用显著,所述醇醚聚合物能有效稳定井壁,抑制和润滑效果良好(抑制和润滑性能良好),有利于保护油气层,且制备过程简单,易于实施,生产成本低,维护简单,可满足定向井、水平井井眼稳定、润滑防卡及储层保护的需求,使用效果良好。经试验,与已有相关的钻井液用抑制润滑剂相比,本发明以上实施例的生产成本皆降低了15%以上。
Claims (9)
1.一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于它是由下述重量配比的原料制成:清水30~45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯1~7份,硫化异丁烯0.1~0.5份,引发剂0.001~0.01份,聚乙二醇200 2~15份,三乙醇胺1~5份,硅酸钠13~20份,消泡剂6~15份,氢氧化钠溶液;
上述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、硫化异丁烯加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至45~60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8~9,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂,以200~300r/min的速度搅拌20~25min,静置6~8h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200、三乙醇胺、硅酸钠和消泡剂,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
2.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于上述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为10~40。
3.根据权利要求2所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于上述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为20~35。
4.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或者两种原料的组合,两种原料组合时其配比是任意的。
5.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于上述的消泡剂为十四烷醇、十六烷醇、十八烷醇、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或者两种原料的组合,两种原料组合时其配比是任意的。
6.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于上述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠。
7.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于它是由下述重量配比的原料制成:清水30份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份,硫化异丁烯0.1份,引发剂0.005份,聚乙二醇200 5份,三乙醇胺4份,硅酸钠15份,消泡剂7份,氢氧化钠溶液;
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为25;所述的引发剂为过硫酸铵;所述的消泡剂为十六烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠;
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水30份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯3份、硫化异丁烯0.1份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至50℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至9,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸铵0.005份,以300r/min的速度搅拌25min,静置6h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇2005份、三乙醇胺4份、硅酸钠15份和消泡剂7份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
8.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于它是由下述重量配比的原料制成:清水40份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份,硫化异丁烯0.2份,引发剂0.008份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺5份,硅酸钠13份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液;
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为30;所述的引发剂为过硫酸钾;所述的消泡剂为十四烷醇;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠;
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水40份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯5份、硫化异丁烯0.2份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8.5,之后在溶液A中加入上述重量配比的引发剂即过硫酸钾0.008份,以250r/min的速度搅拌25min,静置7h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 10份、三乙醇胺5份、硅酸钠13份和消泡剂10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
9.根据权利要求1所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,其特征在于它是由下述重量配比的原料制成:清水45份,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份,硫化异丁烯0.5份,引发剂0.01份,聚乙二醇200 10份,三乙醇胺3份,硅酸钠20份,消泡剂10份,氢氧化钠溶液;
所述氢氧化钠溶液是质量分数为10%氢氧化钠水溶液,其用量应满足调节后达到溶液pH值的要求;所述的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中聚乙二醇的聚合度为35;所述的引发剂为过硫酸铵与过硫酸钾两种原料的组合,过硫酸铵与过硫酸钾的重量配比为1:1;所述的消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚;所述的硅酸钠为粉状速溶硅酸钠;
所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:①按上述重量配比将清水45份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯7份、硫化异丁烯0.5份加入反应釜中,在氮气氛围下缓慢升温至60℃,搅拌至溶解得到溶液A,用10%氢氧化钠水溶液调节溶液A pH值至8,之后在溶液A中加入过硫酸铵0.005份、过硫酸钾0.005份,以300r/min的速度搅拌20min,静置8h,得到中间产物;②按上述重量配比向反应釜的中间产物中加入聚乙二醇200 10份、三乙醇胺3份、硅酸钠20份、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚10份,混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211171279.0A CN115491184B (zh) | 2022-09-25 | 2022-09-25 | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211171279.0A CN115491184B (zh) | 2022-09-25 | 2022-09-25 | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115491184A CN115491184A (zh) | 2022-12-20 |
CN115491184B true CN115491184B (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=84471223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211171279.0A Active CN115491184B (zh) | 2022-09-25 | 2022-09-25 | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115491184B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109370544A (zh) * | 2018-10-21 | 2019-02-22 | 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物及其制备方法 |
CN113493554A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-12 | 西南石油大学 | 一种钻井液用纳米防塌抑制剂及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109370547A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 长江大学 | 一种抗磨钻井液润滑剂及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-09-25 CN CN202211171279.0A patent/CN115491184B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109370544A (zh) * | 2018-10-21 | 2019-02-22 | 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物及其制备方法 |
CN113493554A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-12 | 西南石油大学 | 一种钻井液用纳米防塌抑制剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115491184A (zh) | 2022-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2655539B1 (en) | Method for drilling a subterranean well using water-based drilling fluids containing crosslinked polyacrylic acid | |
CN101979457B (zh) | 海水基无固相环保钻完井液 | |
CN109439294B (zh) | 一种高密度钻井液用抗温抗盐极压润滑剂及其制备方法 | |
CN109370544A (zh) | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物及其制备方法 | |
BR112017019466B1 (pt) | Composição para o tratamento de óleo e gás compreendendo hidroxietil celulose e polivinilpirrolidona reticulada | |
CN111793483B (zh) | 一种环保防塌封堵钻井液及其制备方法和应用 | |
CN102851009B (zh) | 一种有机盐高密度钻井液 | |
US11286411B2 (en) | Synergist for water-based drilling fluid and preparation method therefor, water-based drilling fluid and application thereof | |
US8772204B2 (en) | Fluorosurfactants and treatment fluids for reduction of water blocks, oil blocks, and/or gas condensates and associated methods | |
EA015201B1 (ru) | Буровой раствор на водной основе | |
CN116396731B (zh) | 一种页岩地层用疏水缔合高性能水基钻井液及其制备方法与应用 | |
CN109135696B (zh) | 一种强悬浮稳定性高温高密度钻井液及其制备方法 | |
US8871689B2 (en) | Drilling fluid additive and methods of stabilizing kaolinite fines migration | |
CN104109509A (zh) | 一种水基钻井液润滑剂的组合物及其制备方法 | |
CN112111255A (zh) | 一种水基钻井液用添加剂、环保水基钻井液及其制备方法 | |
KR101679930B1 (ko) | Osp를 함유하는 자동차용 브레이크액 조성물 | |
CN115491184B (zh) | 钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物 | |
US20190085232A1 (en) | Accelerator used for drilling fluids, water-based drilling fluid and usage thereof | |
CN110804169A (zh) | 一种水基钻井液润滑剂和其使用的磁性聚醚及其制备方法 | |
CN109536265B (zh) | 除硫型连续油管减阻剂 | |
CN111394072A (zh) | 一种钻井液用聚合醇类抑制性润滑剂及其制备方法 | |
CN101955760B (zh) | 一种无固相钻井液 | |
CN112322261A (zh) | 强抑制非渗透防塌钻井液及其制备方法 | |
CN110776882A (zh) | 一种靶向型减摩降阻剂 | |
CN109097006B (zh) | 钻井液用井壁防塌剂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |