[发明专利]抗高温油田钻井液用降滤失剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田所用的助剂，更具体的说，是涉及一种抗高温油田钻井液用降滤失剂。

技术背景

在石油钻井液作业中，钻井液在压力下会在渗透地层发生渗滤，导致钻井液渗入地层。为了减少这一失水现象，保证井眼的稳定性和油气层的安全开采，我们需要在钻井液中加入降滤失剂，以形成无固相钻井泥浆体系，降低失水，保护油层不受泥浆污染，提高钻速，降低钻井成本等。

目前用于油田钻井液用的合成降滤失剂，根据选取的单体不同，主要可以分为以下三种类型：

(1)非离子单体，常用的非离子单体有丙烯酰胺、苯乙烯、N,N-二甲基丙烯酰胺、1,3-丁二烯、丙烯腈等。这些非离子单体带有酰胺基、内酰胺基、亚氨基、羰基、腈基、羟基等非离子强吸附基团，并具有一定的极性，易于吸附黏土粒子，从而稳定钻井液的综合性能。

(2)阴离子单体，常用的阴离子单体有丙烯酸、马来酸、对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等。这些阴离子基团主要包括羧基和磺酸基两种主要基团，它们水溶性良好，可以形成较强的溶剂化层，从而起到抗盐、抗高温作用。

(3)阳离子单体，二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、3-丙烯酰胺基正丙基氯化铵等。季铵基团是一种吸附能力很强的吸附基团，同时也具有优良的水化作用，但季铵基团的热稳定性较差，不利于合成抗高温的降滤失剂。

现有技术采用的降滤失剂有羧甲基淀粉、聚阴离子纤维素、活化重晶石粉、丙烯酸盐的共聚物等，这些降滤失剂不是价格昂贵，就是产生污染环境的重金属离子。在高温条件下，钻井液中的各组分均会发生降解、发酵、增稠及失效等变化，从而影响油井的开采，因此，寻找一种抗高温能力优秀的降滤失剂一直是油田化学界的研究热点。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种改良现有产品的合成方法的抗高温油田钻井液用降滤失剂。

本发明的另一目的是提供一种油田钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种油田钻井液用抗高温降滤失剂，它的组分是由下列原料制成：按质量份数：

木质素或木质素磺酸盐及其衍生物24～60；

烯类单体及其衍生物48～75；

引发剂0.0008～0.14；

pH调节剂0.025～0.108；

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂0.0024～0.0119；

反应体系为水相，水的加入量使固体原料溶解。

所述的木质素为：S-木质素、G-木质素或H-木质素中的一种或几种。

所述的烯类单体及其衍生物为：丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

所述的木质素、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，三者投料的质量比为3:3:1～3:3:12。

所述的引发剂为氧化还原引发剂和过硫酸盐。

所述的氧化还原引发剂为六水合硫酸亚铁铵、过氧化氢，过硫酸盐选用过硫酸钾；按重量份数六水合硫酸亚铁铵0.0090～0.043、过氧化氢0.0008～0.004，过硫酸钾0.0029～0.14。

所述的pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

所述的组分在温度60～90℃进行反应。

一种油田钻井液用抗高温降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：

①将木质素或木质素磺酸盐及其衍生物组分与氧化还原引发剂按质量比40:3混合；

②将烯类单体及其衍生物组分与过硫酸盐按质量比200:3混合；

③将上述两者分别溶于水中，搅拌均匀，分别在50～60℃条件下氮气保护活化引发10～30min；

④将引发后的溶液混合倒入反应器中，加入交联剂并打开搅拌，通入氮气进行隔氧保护，在60～90℃下反应3～7小时，压力为常压，反应结束所得物为黑褐色液体，喷雾干燥成粉。

10.按照权利要求1所述的油田钻井液用抗高温降滤失剂在钻井液中的应用，其特征在于在钻井液中的加入的体积百分含量为1～5％。

有益效果：本发明中采用的木质素为造纸行业中的废料，原料来源广泛，成本低，符合可持续性发展方针；产品具有优良的抗高温能力，耐高温能力可达到238℃；优良的降失水性能，降低钻井液滤失量，保护油层不受泥浆污染；能够提高井下施工安全性，延长油井使用寿命。

附图说明：

图1木质素投入量对滤失量的影响

图2单体比投入量对滤失量的影响

图3交联剂投入量对滤失量的影响