[发明专利]钻井液用高效半透膜抑制剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用高效半透膜抑制剂及其制备方法，属石油钻探用化工助剂技术领域。

背景技术

石油钻井作业中的泥页岩遇到水会出现水化膨胀、分散等现象，极易造成井壁坍塌、卡钻等事故。井壁坍塌失稳的原因是由于孔隙压力扩散所至，因此，控制孔隙压力扩散是维持井壁稳固的关键。目前控制孔隙压力扩散的手段是在钻井液中加入页岩抑制剂，但现有的页岩抑制剂不仅价格昂贵，生产工艺复杂，而且抗高温、抗钻屑污染能力差，还会产生大量污染环境的物质，不利于井壁稳定，不能满足环保要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用硅酸钠、硅树脂、磷酸酯淀粉、氢氧化钠等原料，通过特定工艺制备而成，具有良好的抗高温、抗钻屑污染性能和强抑制性能，不产生污染环境物质、绿色环保，且生产工艺简单、制造成本低廉。能解决现有页岩抑制剂生产工艺复杂，使用时产生大量污染环境物质，且抗高温、抗钻屑污染能力差，制造成本高第问题的钻井液用高效半透膜抑制剂及其制备方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种钻井液用高效半透膜抑制剂，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：

硅酸钠              17.5%，

三氯甲基硅烷        1%，

氢氧化钠            2.2%，

磷酸酯淀粉          10.1%，

水                  69.2%。

上述钻井液用高效半透膜抑制剂的制备方法包括如下步骤：

第一步：将0.7%的水加入到反应釜中，反应釜中的温度为常温，再加入0.5%的氢氧化钠，搅拌15～25分钟，配制成氢氧化钠水溶液；

第二步：在氢氧化钠水溶液中加入1%的三氯甲基硅烷，搅拌均匀后，将反应釜中的温度升至80～90℃，反应1小时，生成甲基硅醇钠；

第三步：依次向反应釜中加入1.7%的氢氧化钠、3.5%的水、17.5%的硅酸钠，并保持反应釜内的温度为80～90℃，搅拌30分钟，使加入原料与反应釜中的甲基硅醇钠混合均匀；

第四步：再向反应釜中加入10.1%的磷酸酯淀粉和剩余的65%的水，并将反应釜中的温度升至100～110℃，反应2小时，即制得钻井液用高效半透膜抑制剂产品；

第五步：将制得的产品用塑料桶计量包装后入库。

该钻井液用高效半透膜抑制剂由于采用硅酸钠、三氯甲基硅烷、氢氧化钠、磷酸酯淀粉和水经上述的特殊工艺制备而成，且氢氧化钠与三氯甲基硅烷反应生成的甲基硅醇钠是一种有机硅稳定剂，分子中含有亲油疏水基团烷基，与粘土吸附后裸露于外端，发生润湿反转，可改善粘土表面的水化膜，起到保持粘土的作用，提高钻井液的稳定性能，能抑制造浆，保持良好的流变性。另外，硅酸盐具有硅氧四面体结构，可与井壁上的硅酸盐、硅氧化物等硅的化合物结合，形成的复杂化合物特性非常稳定，可在井壁上形成一层具有一定强度的，且具有半透膜性能的硬的“封固壳”，在井壁外围形成保护层，阻止水及钻井液进入地层，有效的达到了防止地层水化膨胀、封堵地层层理裂缝、防止地层内粘土颗粒的运移、防止井壁坍塌及保护油气层的目的。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该钻井液用高效半透膜抑制剂制作工艺简单，制造成本低廉，其半透膜效率可达80%以上。对页岩水化膨胀、分散的能力较其它抑制剂强，远大于阴离子、两性离子聚合物，其钻屑回收率可达到97%以上。反应中生成的甲基硅醇钠与硅酸钠反应生成的有机硅化合物具有很好的抗高温性能，高温高压滤失量为16ml，而现有产品的高温高压滤失量一般为≥20ml。且不产生污染环境物质，绿色环保。解决了现有技术生产工艺复杂，使用时会产生大量污染环境物质，抗高温、抗钻屑污染能力差，制造成本高的问题。

具体实施方式

下面以制取1000㎏的钻井液用高效半透膜抑制剂为例，对本发明作进一步的描述。

先按上述的原料重量百分比称取原料：

硅酸钠              175㎏，

三氯甲基硅烷        10㎏，

氢氧化钠            22㎏，

磷酸酯淀粉          101㎏，

水                  692㎏。

具体制备方法如下：

第一步：先将7㎏的水加入到反应釜中，反应釜中的温度为常温，即20℃。再加入5㎏的氢氧化钠，搅拌20分钟，配制成氢氧化钠水溶液。