[发明专利]水基钻井液用降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降滤失剂及其制备方法，尤其涉及一种水基钻井液用降滤失剂及其制备方法。

背景技术

尽管国内外对钻井液用降滤失剂进行了大量研究，研制了改性纤维素、淀粉类、腐殖酸类、木质素类及单宁类、聚合物类等多种降滤失剂，并在不同油气田钻探中取得了大量的应用成果。例如，中国专利号“ 201010172409.3”公开了一种钻井液用抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，公开日为 2011.01.26，其包括以下步骤：原料准备：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、褐煤、水、引发剂和辅料的质量之比为2-3∶5-7∶7-10∶15-20∶0.1-0.2∶0.1-0.2∶25-30；配制母液：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺分别加入到水中，然后保持溶液温度为50-70℃的情况下加入褐煤；聚合：在搅拌的条件下向母液中加入氧化引发剂，反应1h，再加入还原引发剂，反应1h；添加辅料；烘干，粉碎：将得到的混合物在95-105℃的条件下烘干。

但是随着石油勘探技术的不断发展，钻探难度大的高温深井、复杂井、水平井成为必然趋势，这就对降滤失剂提出了更高的要求。现有技术中的钻井液用降滤失剂普遍存在如下不足：一、抗污染性能较低、高密度条件下抗温性能差、易稠化等缺点。二、目前使用的降滤失剂剂品种繁多，价格昂贵并且抗高温、抗钙镁离子污染的性能较差。三、目前高温高压井多使用磺化类钻井液降滤失剂，磺化材料抗温能力相对较弱,用量大致使总费用较高，磺化材料高温条件下分解，带来环境污染问题，同时磺化材料抗温能力较弱也会造成钻井液体系抗温能力不足，高温高压滤失量较大，引起井壁失稳导致井下事故的发生。

另外，在钻探过程中面临着高地温梯度、高地层压力系数、盐膏层钻进等技术难题。土库曼斯坦南约洛坦气田盐膏层段处于上侏罗系克里米德氏组，埋深3400～4100m，属海相沉积、沉积环境较新，岩性主要以石膏、盐岩为主，含少量不同性质的泥岩；地层交结疏松、分散性强，且存在地层蠕动；含有高压油、气及盐水等，地层压力和温度都较高。此前该区块已经进行过大量钻探工作，但因地质条件复杂，事故频繁，有2/3的井报废，只有1/3的井钻达目的层。而报废的井中，盐膏层卡钻、井喷等工程事故报废的占一半。在南约洛坦区块，1966年开始钻探工作，至今共钻探井27口，报废15口，仅15井、16井周围就有12口井因为高压盐水层地层蠕动导致报废。这些都要求钻井液降滤失剂必须同时具备良好的抗温性能、抗钙、镁离子污染性能以及高密度下的降滤失性能。采用现有的钻井液用降滤失剂还不能满足上述复杂地质条件中的使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有钻井液用降滤失剂存在的上述问题，提供一种水基钻井液用降滤失剂及其制备方法，本发明生物毒性低，抗钙、镁离子污染性能强，抗温性能好，满足盐膏层钻井对钻井液处理剂的要求，同时在高密度条件下仍然具有良好的降滤失效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水基钻井液用降滤失剂，其特征在于，包括如下组份：丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐、烯丙基磺酸钠，且各组份含量的质量比为丙烯酰胺：30%～40%，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸：10%～20%，马来酸酐：20%～30%，烯丙基磺酸钠：20%～40%，引发剂：0.1%～0.2%，余量为水。

所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和亚硫酸氢钠之中的一种或两种按任意比例的混合物。

所述降滤失剂的pH值为4～5。

一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按比例在水中依次加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，调节pH值为4～5，搅拌均匀后在温度为60℃～80℃时，加入马来酸酐和烯丙基磺酸钠，再通入氮气25—35min后搅拌并均匀加入引发剂,搅拌反应1—2h，冷却至室温，烘干、粉碎后，制得水基钻井液用高温降滤失剂。

所述通入氮气的量为反应釜体积的2-3倍。

所述的冷却后在100℃～110℃下烘干至含水率低于8%。

所述粉碎为粉碎到200-350目。

所述的pH值是采用氢氧化钠溶液调节。

所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠之中的一种或两种任意比例的混合物。

采用本发明的优点在于：