[发明专利]一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂，由两性离子型聚合物及改性nano‑SiO₂共混而得；两性离子型聚合物由2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、马来酸酐、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯磺酸钠、硫酸钙晶须、过硫酸铵和去离子水组成。本发明还公开了该降滤失剂的制备方法，首先，通过水溶液自由基聚合制备两性离子型聚合物；然后采用KH‑550对nano‑SiO₂进行表面疏水化改性；最后，将两性离子型聚合物及改性nano‑SiO₂共混，即可。本发明公开的钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂，耐温抗盐性能优良，可有效改善钻井液体系滤失性能。

技术领域

本发明属于高分子化学和石油钻完井交叉技术领域，具体涉及一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂，还涉及该降滤失剂的制备方法。

背景技术

随油气勘探开发不断向深井、超深井及复杂井进军，油气钻井的深度不断增加，钻遇高温、高压及高盐等特殊油气储层地质条件逐渐增多，加之地热等非常规资源的开发力度增大，高温井及超高温井钻井的数量也随之增加。抗温耐盐型水基钻井液是保证钻井施工作业成败的关键，对深层、超深层油气资源及地热等非常规资源的钻探发挥着不可替代的作用。实验室研究及现场应用均表明，水基钻井液失效主要是体系处理剂性能不足导致的。鉴于此，研发高性能钻井液用处理剂已迫在眉睫，特别是抗温耐盐型处理剂。

降滤失剂是钻井液的核心处理剂之一，其主要的作用是促使钻井液在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼以减小钻井液向地层的滤失量，降低泥页岩水化膨胀的发生几率，实现井壁稳定的同时减小储层伤害。目前，降滤失剂主要包括天然高分子类和人工合成高分子类产品，诸如淀粉及其衍生物、酚醛树脂类及乙烯基类聚合物。降滤失剂主要通过提高钻井液体系黏度、化学吸附及物理填充等作用减小滤失量，但是，此些常规钻井液降滤失剂均存在抗温、耐温性能较差等问题，不能解决深井、超深井及地热井高温、高压及高盐地质条件对钻井工作液带来滤失性能和流变性能的挑战。

目前，相关研究表明采用传统的高分子聚合物降滤失剂，其作用机理主要是通过吸附黏土颗粒改善钻井液体系中颗粒粒径分布，进而改善滤饼致密性以控制钻井液滤失量，但是钻井液井底高温循环后高分子聚合物降滤失剂发生热分解进而失效，从而丧失控制钻井液滤失的能力。鉴于此，亟需研发抗温耐盐型高效降滤失剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂，实现对高温、高压及高盐等特殊油气储层地质条件下钻井液滤失量的有效控制。

本发明的另一目的是提供上述抗温耐盐型高效降滤失剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂，由两性离子型聚合物及改性nano-SiO₂共混而得，二者复掺质量配比为20～25：1。

本发明的特点还在于，

两性离子型聚合物，按照质量百分比，包括以下组分：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10～15％、马来酸酐2.5～10％、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2.5～10％、苯乙烯磺酸钠2.5～10％、硫酸钙晶须1～2.5％、过硫酸铵1～5％，余量为去离子水，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种钻井液用抗温耐盐型高效降滤失剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，通过水溶液自由基聚合制备两性离子型聚合物；

步骤2，采用KH-550对nano-SiO₂进行表面疏水化改性；

步骤3，将两性离子型聚合物及改性nano-SiO₂共混，二者复掺质量配比为20～25:1，即可得到钻井工作液用抗温耐盐型高效降滤失剂。

本发明的特点还在于，

步骤1中，具体为：