[发明专利]一种抗高温抗盐钻井液用稀释剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液用稀释剂技术领域，尤其涉及一种抗高温抗盐钻井液用稀释剂及其制备方法。

背景技术

随着油气勘探开发的纵深发展和钻井行业向国内、外市场的日益拓展，深井、超深井钻井施工数量逐年增加，由于超深井钻遇的地层复杂，井下高温、高压以及作业周期长等，对超深井钻井液技术提出了更高的要求。超深井钻井液仍然面临着高温流变性能、稳定性及多调控和多套压力层系地层安全密度等技术难题。

随着世界能源需求的增加和钻井液技术的发展，国内外深井、超深井数目也越来越多。在钻井过程中，井眼越深，井筒内的温度就越高，由于高温条件下钻井液中的粘土粒子自动分散，导致其粒子浓度增大，比表面积增加，钻井液高温稠化问题越来越突出，而钻井液用稀释剂是解决钻井过程中稠化不可缺少的处理剂。

钻井液用稀释剂必须能解决性能稳定，抗高温，抗盐污染，并能提高深井钻井速度的新工艺新技术。这是国内外深井钻井用稀释剂的难点，也是研究的热点。近年来中石油，中石化钻井液用稀释剂需求量越来越大，年用量在3万吨以上。

国内钻井液用稀释剂同类产品目前有如下三种：

1、钻井液用铁铬木素磺酸盐(稀释剂)；

2、硅类稀释剂；

3、聚合物稀释剂。

这些降粘剂有如下缺点：

⑴钻井液用铁铬木素磺酸盐(稀释剂)

铁铬盐FCLS是通过置换，氧化络合反应合成的稀释剂“铁铬木素磺酸盐FCLS”。

首先以高价金属Fe⁺³，Cr⁺³的硫酸盐与木素磺酸钙进行置换反应，生成铁和铬的木素磺酸盐及沉淀物CaSO₄,然后以控制氧化的方法，在酸性条件下，用Na₂Cr₂O₇氧化其中的木素成分，使木素分子进一步聚合，即制得铁铬木素磺酸盐，在生产和应用时，含有毒金属铬，与环境保护的要求相违背，其使用目前已受到限制。化学反应式如下：

13(L-SO₄)₂Ca+[3Fe₂(SO₄)₃+Cr₂(SO₄)₃+NaSO₄]→

6(L-SO₃)₃Fe+2(L-SO₃)₃Cr+2(L-SO₃)Na+13CaSO₄

⑵硅类稀释剂

有机硅类稀释剂有抗温、无毒、热稳定性好的特点，分子中的≡Si－OH键容易形成≡Si－O－Si≡键，使粘土表面吸附一层硅烷化合物，因此对粘土的水化分散有一定抑制作用，但其抗盐性能不佳，因此硅类稀释剂只适用于淡水体系。

⑶聚合物稀释剂

聚合物稀释剂是采用丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，分子量调节剂，NaOH,过硫酸铵等原料，首先将AA和AMPS加入反应器，溶解于水中，然后将一定量的分子调节剂加入反应器，再将一定量的过硫酸铵溶解于清水中备用，将反应器加热一定温度，滴加引发剂反应1h，得到聚合物粘稠品，最后将产品用NaOH中和，烘干，得到抗高温聚合物稀释剂。

聚合物稀释剂在钻井生产现场使用中存在着加量要少，应用时极容易被消耗掉而须频繁多次加入，累计加入量大，聚合物稀释剂的分子结构特点决定了在调整钻井液流变性时，会削弱钻井液对粘土的抑制性，使钻井液的屈服值增高，导致低固相难以实现。聚合物稀释剂生产成本高，油田生产使用会大大增加钻井工程的成本。