[发明专利]水基钻井液的降滤失方法及降滤失剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田水基钻井液的降滤失方法及降滤失剂的制备方法。

背景技术

在钻井过程中，由于压差作用的存在，钻井液中的水分不可避免地通过井壁滤失到地层中。如果滤失量过大，一方面会造成井壁失稳，另一方面会造成给旋转钻造成较大的扭矩，易导致压差卡钻。控制滤失量是钻井液的重要性能之一，通过加入降滤失剂可以控制钻井液的滤失量。降滤失剂可分为颗粒材料、天然高分子及其改性产品和合成聚合物三类，其中的合成聚合物可分为加成聚合物和缩聚聚合物两类。加成聚合物降滤失剂是由含有不饱和双键的单体聚合而成，通常是由两种以上的单体聚合而成。加成聚合物的单体主要有：①阴离子单体：丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)、对苯乙烯丙磺酸等；②阳离子单体：3-甲基丙烯酰胺氧丙基三甲基氯化铵(MPTMA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MOTAC)、丙烯酰胺基乙基二甲基氯化铵(AEDMAC)、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵(HMOPTA)等；③非离子单体：马来酸酐、丙烯酰胺(AM)、N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、N，N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)等。

井壁失稳一直是影响钻井顺利进行的主要因素，特别是面对井深4500m以上的深井和井深超过6000m的超深井。在深井和超深井中，井温可达150℃以上，加之钻遇盐膏层，使得钻井液在高温高矿化度情况下如何满足钻井基本需求成为一个重要问题。合成聚合物降滤失剂可以按照温度等要求进行分子设计，能够更好的满足对降滤失剂耐温和耐盐的要求。

增加聚合物的分子量有利于提高降滤失剂的降滤失性能，但是分子量太高会导致降滤失剂粘度过大，造成加剂困难，并且加入降滤失剂后，会显著改变钻井液体系的流变学参数，进而影响钻井液的性能，此时需要加入其它添加剂来调控钻井液体系的流变学参数。

现有技术中，对降滤失剂的研究很多，制备方法也很丰富，但仍需在保证降滤失剂性能的前提下，进一步解决降滤失剂的增稠问题。

发明内容

本发明提供了一种水基钻井液的降滤失方法，该方法既可以保证降滤失的效果，又不会影响钻井液体系的流变学参数。

本发明提供了一种水基钻井液的降滤失方法，包括：

(1)将聚合单体溶解在水中，调节pH值为8～12；

(2)在上述溶液中加入自由基聚合引发剂，搅拌下，在30℃～80℃之间反应1～5小时；

(3)将步骤(2)得到的聚合物水溶液在50℃～200℃之间处理1～10小时；

(4)将步骤(3)得到的聚合物水溶液加入到水基钻井液中；

所述的聚合单体至少选自以下单体中的两种，其中至少有一种单体含有酰胺基，至少有另一种单体含有羧基、酸酐基或磺酸基：丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对苯乙烯丙磺酸、衣康酸、甲基丙烯酸、3-甲基丙烯酰胺氧丙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺基乙基二甲基氯化铵、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺和N-乙烯基-2-吡咯烷基。

步骤(1)中，以聚合单体和水的总质量为基准，聚合单体的用量为20～40％。

步骤(1)中，聚合单体优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和对苯乙烯丙磺酸，各种单体的质量比为1∶2～4∶2～4。

步骤(1)中，聚合单体优选为丙烯酸、丙烯酰胺和对苯乙烯丙磺酸，各种单体的质量比为1∶2～4∶1～3。

步骤(1)中，聚合单体优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸，四种单体的质量比为1∶2～4∶1～3。

步骤(1)中，聚合单体优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺，各种单体的质量比为1∶1～3∶1～3。

步骤(1)中，聚合单体优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸，各种单体的质量比为2∶1～2∶2～4∶2～4。

步骤(1)中，可以使用NaOH、KOH或CaOH₂来调节pH值。