[发明专利]一种钻井液用抗高温防塌降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井过程中的钻井液用抗高温防塌降滤失剂及其制备方法，属于石油化工技术领域。

技术背景

钻井过程中井壁失稳一直是影响钻井顺利进行的主要因素，特别是在深井、超深井、定向井和大斜度井日益增多的情况下，上述问题显得更加突出。现场常采用同时加入防塌剂和降滤失剂解决这一问题。现在常用防塌剂有两类，一类是封堵类防塌剂，如沥青、石蜡和超细碳酸钙等，该类防塌剂通过封堵地层孔隙和微裂缝，减少钻井液中的自由水侵入地层而起到稳定井壁的作用；另一类防塌剂是能有效抑制泥页岩膨胀分散的防塌剂，该类防塌剂随钻井液自由水进入地层，通过抑制地层中的泥页岩水化膨胀、分散而起到稳定井壁的作用。降滤失剂主要通过护胶作用使钻井液中保持一定比例细颗粒的含量，使钻井液形成的泥饼渗透率降低，从而降低钻井液中的自由水向地层滤失而起到稳定井壁的作用。

现有防塌剂和降滤失剂的抗温能力普遍不高，一般不超过180℃，且防塌剂和降滤失剂同时加入既增加了钻井液成本，又增加了工人的劳动强度，同时使钻井液成份复杂，维护处理难度增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种抗高温防塌降滤失剂及其制备方法。本发明的产品在具有良好防塌性能的同时，兼具有很好降滤失作用，与钻井液配伍性好，不污染环境，抗温能力达200℃以上。

本发明的技术方案如下：

防塌降滤失剂，以100质量份计，原料的组分为：丙烯酰胺单体5-10份，丙烯酸单体1-3份，阳离子单体0.5-2份，交联剂0.05-0.10份，引发剂0.03-0.10份，其余为水。按如下方法制得：

将丙烯酰胺、阳离子单体和交联剂加入水中，搅拌均匀；加入中和度为50-80％wt丙烯酸溶液和引发剂，所得混合溶液在50～70℃温度下雾化成100微米以下的液滴，使之分散在油相介质中聚合反应3～5小时。

所述的阳离子单体是二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

所述的交联剂是N，N′-亚甲基双丙烯酰胺。

所述的引发剂是过硫酸铵或过硫酸钾。

所述的油相介质优选白油。所述白油工业级即可，可以选用5#、7#、10#或15#白油。

本发明的防塌降滤失剂制备方法，采用分散悬浮聚合，步骤如下：

a、将丙烯酰胺、阳离子单体和交联剂加入水中，充分溶解，搅拌均匀；

b、用20％wt的氢氧化钠溶液中和丙烯酸，中和至中和度为50-80％wt；

c、将b步骤中配好的丙烯酸溶液加入到a步骤配好的液体中，加入引发剂；

d、用高压喷射法将混合溶液雾化成5～100微米的液滴，分散在50～70℃的油相介质中聚合反应3～5小时，静止2-3小时，产品从油相介质中沉淀，分离后即得钻井液用抗高温防塌降滤失剂。油相介质可以回收再利用。

本发明所述方法制得的钻井液用抗高温防塌降滤失剂外观为白色或淡黄色粘稠液体，无异味，在水中具有很好的分散作用。

本发明所述方法制得的钻井液用抗高温防塌降滤失剂，页岩回收率提高率大于80％，相对抑制性小于0.5，API滤失量降低值大于10ml(150℃/16h)，高温高压滤失量低于30ml，抗温能力达200℃以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不限于此。各实施例中组分的含量以重量份计，工业级白油抚顺盛威石化销售公司售。

实施例1：

在室温下，将5份丙烯酰胺、1份二甲基二烯丙基氯化铵(阳离子单体)、0.03份引发剂(过硫酸铵)和0.05份N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)加入水中，充分溶解，搅拌均匀后加入2份中和度为70％的丙烯酸。将上述反应液用高压喷射法雾化成5～30微米的液滴，分散在60℃的7#工业级白油(油相介质)中聚合反应3.5小时，静止2小时，产品从油相介质中沉淀，分离后即得钻井液用抗高温防塌降滤失剂。其性能检测结果如下表所示。