[发明专利]水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂及其制备方法以及水基钻井液和应用

说明书

本发明属于石油工程油田化学领域，公开了一种水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂及其制备方法以及水基钻井液和应用。所述超高温降滤失剂为β‑环糊精经交联反应后得到的产物滴加至含有油相与乳化剂的连续相中进行反应得到的；其为白色微球，粒径为20‑75μm，溶胀率为≥150％，抗温能力≥180℃。本发明通过向钻井液中加入环糊精微球，能有效封堵近井壁微孔隙，降低滤失量，以及对钻井液的流变性影响相对较小，且经高温老化后还能显著降低钻井液的滤失量。同时，制备环糊精微球的原料可再生，绿色环保，制备工艺简单，在环保抗高温高性能水基钻井液中显示出广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于石油工程油田化学领域，具体涉及一种水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂及其制备方法以及水基钻井液和应用。

背景技术

近年来，随着油气资源开发逐渐向深层深地、非常规等领域拓展，深井、超深井等复杂井的数量逐渐增多。随着井深的增加，地层温度上升，高温以及超高温条件下钻井液性能的稳定已成为制约深部地层油气勘探和开发的技术瓶颈之一。其中，高温高压条件下钻井液的滤失造壁性如果控制不当，往往引起卡钻、井壁失稳、高摩阻和扭矩等一系列复杂事故。因此，深井超深井钻井过程中的滤失性调控是钻井液的关键性能之一。

降滤失剂作为水基钻井液的最重要处理剂之一，对保证安全、快速、高效钻井发挥着重要作用。其用量较大，种类繁多。目前针对不同地层温度钻井需求已开发出不同的降滤失剂种类，主要分为天然材料或天然材料改性产物与合成聚合物类。天然材料或天然材料改性产物包括腐殖酸、纤维素、木质素、淀粉类及其衍生物；合成聚合物主要是各种乙烯基单体多元共聚物和磺甲基化的酚醛树脂。淀粉和纤维素衍生物类降滤失剂耐温低于150℃，树脂类降滤失剂的耐温能力稍强，但也低于180℃，且抗污染能力有限。因此，应用于钻探井底温度超过180℃的水基钻井液降滤失剂主要为人工合成的AMPS多元共聚物(由丙烯腈AN、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸AMPS和N,N’-二甲基丙烯酰胺DMAM聚合得到的)(夏小春，易勇，郭磊，等.钻井液用耐高温降滤失剂FRT-2的合成及性能研究[J].精细石油化工进展，2012,13(3)：7-9.)，但是人工共聚物生物毒性及生物降解性较差，且合成的聚合物中往往还残留少许单体也会对环境造成影响。

因此，开发出环保型的抗高温的降滤失剂成为目前研究的难点和重点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的天然材料或天然材料改性产物类的降滤失剂耐温低于150℃的缺陷，以及人工合成聚合物类降滤失剂具有毒性不环保的缺陷问题，提供一种水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂及其制备方法以及水基钻井液和应用，本发明将环糊精微球作为水基钻井液超高温降滤失剂，不仅能够显著降低高温超高温条件下钻井液的滤失量，保持薄而韧的滤失泥饼，同时钻井液的流变性变化不大，另外，本发明利用环保易降解的环糊精作为原料，不但抗温能力强，而且还环保。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂，其中，所述超高温降滤失剂为在交联剂存在的条件下，将糊化处理后的β-环糊精经交联反应后得到的产物滴加至含有油相与乳化剂的连续相中进行反应得到的；其中，所述超高温降滤失剂为白色微球，平均粒径为20-75μm，吸水溶胀率为≥150％，抗温能力≥180℃。

本发明第二方面提供了一种前述所述的水基钻井液用环糊精微球超高温降滤失剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

(1)将β-环糊精与碱性溶液进行糊化反应，再将糊化后的β-环糊精与交联剂进行交联反应得到分散相；

(2)将油相与乳化剂进行乳化反应得到连续相；

(3)将所述分散相滴加至所述连续相中进行反相乳液聚合反应；

(4)将步骤(3)得到的产物进行洗涤和干燥。