[发明专利]钻井液用固相化学清洁剂的制备方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种钻井液用固相化学清洁剂的制备方法，属 石油钻井油田化学水溶性阳离子化合物类制造方法技术领域。

背景技术：钻井液固相控制技术主要是通过化学和机械方法清除钻井 液中的无用惰性固相，同时将活性固相控制在一定的范围内。无用固相和 部分活性固相主要来自钻屑。钻井液中固相含量过高易导致钻速降低、油 气层污染、钻井液性能难以维护、摩阻系数增大、引起井下复杂情况发生 等问题。

钻井液固相控制目前常用的化学方法是加入高分子聚丙烯酰胺等添 加剂，利用不分散钻井液来絮凝、包被钻屑以利于机械排除或自然消除， 但目前不分散钻井液抑制性能不足，不能有效地抑制钻屑的水化膨胀和分 散，势必增加机械排除的困难，导致固相清除效率降低。同时钻井液普遍 存在“钻井液性能稳定”与“地层井壁稳定”之间的矛盾，即目前在提高 钻井液抑制性的同时，影响、甚至破坏钻井液的胶体稳定性。因此，现有 钻井液体系的抑制能力是有限的，尚不足以较好地控制固相。

发明内容：本发明的目的是提供一种钻井液用固相化学清洁剂的制备 方法，以提高钻井液的抑制能力和钻井液固相的清除效率，实现低固相快 速钻井的目的。

本发明包含以下步骤：将丙烯酰胺、33％二甲胺和H₂O按1∶(1.5～3)∶ (1～1.5)的质量比加入反应釜中搅拌溶解后，于0～20℃下反应2～10 小时，然后升温至50℃反应2～4小时；降温至30℃，加入催化剂，然后 慢慢向反应釜中加入与丙烯酰胺的质量比为(1～3)∶1的环氧氯丙烷， 加入中保持温度在35℃以内，加完后升温至50～60℃，反应0.5～2小时； 降温至45℃，慢慢加入改性剂，升温至80℃恒温0.5～1.5小时，降温， 烘干得阳离子预聚体。

再将过硫酸钾、磷酸钾和硅酸钾按1∶1∶1的质量比充分混合，活化 反应24小时备用，然后将混合物与聚丙烯酰胺、阳离子预聚体、氯化铵 按1∶1∶(60～80)∶(38～18)的质量比充分搅拌反应2小时，即得固相 化学清洁剂。

本发明制备的产品是具有絮凝和抑制双重作用的阳离子化合物，它可 以配合高相对分子质量的聚合物絮凝剂用于清除钻井液中的有害固相，保 证钻井液清洁，在有效的剂量范围内对泥浆的滤失量和流变性等影响小， 可实现低固相快速钻井；该产品也可以单独或与K⁺，NH₄⁺等无机阳离子防塌 剂一起用于钻井液中作防塌、抑制剂，有效的抑制粘土水化分散、絮凝钻 屑、控制地层造浆。

具体实施方式：

实施例一：将70Kg丙烯酰胺加入盛有70Kg水的反应容器中，搅拌使 丙烯酰胺溶解后加入105Kg33％二甲胺，于0～20℃下反应2～10小时，然 后升温至50℃反应2～4小时；降温至30℃，加入1.5Kg乙酸酐作为催化 剂，慢慢向反应釜中加入90Kg环氧氯丙烷，加入中保持温度在35℃以内， 加完后升温至50～60℃，反应0.5～2小时；降温至45℃，慢慢加入20Kg 水解聚丙烯腈铵作为改性剂，升温至80℃恒温0.5～1.5小时，降温，烘 干得阳离子预聚体。然后将0.8Kg过硫酸钾、0.8Kg磷酸钾和0.8Kg硅酸 钾充分混合，活化反应24小时，依次称取2.4Kg聚丙烯酰胺、144Kg阳 离子预聚体、92Kg氯化铵充分搅拌反应2小时，即得固相化学清洁剂。

实施例二：将70Kg丙烯酰胺加入盛有105Kg水的反应容器中，搅拌 使丙烯酰胺溶解后加入210Kg33％二甲胺，于0～20℃下反应2～10小时， 然后升温至50℃反应2～4小时；降温至30℃，加入1.5Kg冰醋酸作为催 化剂，慢慢向反应釜中加入92.5Kg环氧氯丙烷，加入中保持温度在35℃ 以内，加完后升温至50～60℃，反应0.5～2小时；降温至45℃，慢慢加 入20Kg水解聚丙烯酰胺作为改性剂，升温至80℃恒温0.5～1.5小时， 降温，烘干得阳离子预聚体。然后将1Kg过硫酸钾、1Kg磷酸钾和1Kg硅 酸钾充分混合，活化反应24小时，依次称取3Kg聚丙烯酰胺、240Kg阳 离子预聚体、54Kg氯化铵充分搅拌反应2小时，即得固相化学清洁剂。