[发明专利]一种有利于保护油气层的钻井液增粘剂

说明书

技术领域：

本发明涉及一种有利于保护油气层的钻井液增粘剂，属油田钻井液添加剂技术领域。

背景技术：

目前常规的水基钻井液通常采用水溶性高分子，如水解聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、改性胍胶等作为增粘剂配制而成。这些水基钻井液在完井后期存在不能彻底破胶的问题，高分子一旦被挤入地层极易被吸附、滞留在孔隙中，造成油流受阻，导致油井产能下降。针对这一问题，目前常规的解决方法是采用化学破胶剂来彻底破胶，以防止水基钻井液中的水溶性高分子一旦被地层吸附、滞留在孔隙中，造成油流受阻情况的发生。但这一解决方法其弊端是化学破胶剂通常为氧化剂，运输和使用过程中都存在不安全因素，无法满足钻井安全作业的工程需要。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种由四元共聚物和双季胺盐复配而成，在水溶液中形成胶束溶液，当胶束浓度超过临界值时，分子间形成空间网架结构，从而使溶液粘度大幅度增加，并具有较强的悬浮能力，遇到油气会自动破胶，最大限度地保护油气层，提高油井产能。彻底解决现有钻井液水溶性高分子增粘剂不能彻底破胶问题的有利于保护油气层的钻井液增粘剂。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

一种有利于保护油气层的钻井液增粘剂，其特征在于：它由下列重量份的组分构成：

四元共聚物  5～95份

双季胺盐    95～5份；

所述的四元共聚物由三种烯类单体和一种疏水单体聚合而成，三种烯类单体和一种疏水单体的质量配比为：20～30∶30～20∶47～45∶3～5；

所述的三种烯类单体为丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、衣康酸、富马酸中的任意三种；

所述的疏水单体为2-丙烯酰胺基十二烷磺酸、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-单马来酸十六烷基酰胺、N-单马来酸十八烷基酰胺中的任意一种；

所述的双季胺盐为：N，N′-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐、N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N′-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N′-双(十二烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐、N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐中的任意一种。

上述的有利于保护油气层的钻井液增粘剂的制备方法为：

(1)、制取四元共聚物：

取300毫升去离子水倒入洗净的广口瓶中，加入5克氢氧化钠，搅拌使氢氧化钠完全溶解，然后依次按照质量比为20～30∶30～20∶47～45∶3～5的配比取丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N，N-二甲基丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、衣康酸、富马酸中的任意三种原料和2-丙烯酰胺基十二烷磺酸、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-单马来酸十六烷基酰胺、N-单马来酸十八烷基酰胺中的任意一种原料，使四种单体总的质量为100克，加入到广口瓶中，搅拌均匀，使四种单体完全溶解为止。再用10％的氢氧化钠溶液调节混合液的PH值在4～6，在室温条件下通氮气30分钟后，以0.4～0.8克的过硫酸钾和0.2～0.4克亚硫酸钠作为引发剂进行聚合反应，待反应时间达到6小时后，聚合反应完成，生成低分子量聚合物，然后经喷雾干燥、粉碎、过40目筛即得四元共聚物，备用；

(2)、制取钻井液增粘剂：

将四元共聚物按上述配比与双季胺盐混合均匀，粉碎后过40目筛，即为本发明钻井液增粘剂产品。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、该产品由特种烯类单体的聚合物和双季胺盐复配而成，为低分子量聚合物，在水溶液中通过分子缔合形成胶束溶液，起增粘提切作用，其胶束主要呈蚯蚓状或长圆棒状；由于疏水缔合作用，当胶束浓度超过临界值时，分子间形成空间网架结构，从而使溶液粘度大幅度增加并具有一定弹性和较强的悬浮能力，以满足钻井作业的工程需要，

2、在投产时遇到油气会自动破胶，不需要化学破胶剂，就可解除钻井液对油层的污染。采用该钻井液增粘剂替代常规钻井液中的粘土和高分子量聚合物构建钻井液体系，有利于保护油气层。

3、本发明的钻井液增粘剂与常规钻井液增粘剂相比，除含有亲水基团外，还含有长碳链的疏水基团，可降低钻井液的表面张力，有效地预防水锁，提高油井产能。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明。

实施例1：