[发明专利]一种钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用降滤失剂的制备方法，具体涉及一种钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐的制备方法。

背景技术

在石油钻井作业中，钻井液在压力下流经渗透层时将发生渗滤，导致钻井液液相渗入地层，这个过程称之为“失水”。如果失水不能得到很好的控制，大量的失水进入地层不仅诱导井眼失稳，而且会对油气层产生损害，目前解决这一问题的有效方法就是在钻井液中加入降滤失剂。

降滤失剂又叫降失水剂，其功能为保证钻井泥浆性能的稳定性，降低钻井泥浆的滤失量以及钻井液的表观粘度，并减少有害液体滤失到地层，同时稳定井壁、保证井径规则。降滤失剂产品可分为两大类：颗粒材料和水溶性高分子及有机材料。最早使用的是颗粒材料如：膨润土、沥青、硅灰、花生壳、乳胶等，但现在实际应用较少。目前，实际应用中的大部分降滤失剂产品均为水溶性改性天然高分子及人工合成高分子材料，主要有羧甲基纤维素类、改性淀粉、酚醛树脂类、褐煤类、水解聚丙烯腈类以及化学合成的多元共聚产物。其中，水解聚丙烯腈类由于成本低、加工简单、抗温抗盐效果好而备受用户的青睐。

随着对油气资源需要量的增加和浅层油气资源的枯竭，对深部地层油气资源的勘探、开发越来越受重视，超深井钻井施工数量逐年增加。但是随着地层深度的增加，地层温度也会越来也高，并且在钻井过程中，经常会遭遇含盐地层，这就要求钻井液降滤失剂必须同时具有良好的抗温性能、抗钙镁离子污染性能以及高密度下的降滤失性能。但是现有的水解聚丙烯腈类产品，只具有一定的抗温和降滤失效果，抗盐和防塌性能并不理想。此外，由于加工水解聚丙烯腈类产品的原料通常为废旧的纺织腈纶，原料的性质经常变化，也在一定程度上影响了产品性能的稳定性。因此，克服水解聚丙烯腈类产品性能的不足，研究适用于深井、抗高温、抗盐、抗钙镁的水解聚丙烯腈类降滤失剂成为钻井液处理剂研发的一个方向。

CN10275772A公布了一种钻井液用抗超高温抗盐降滤失剂及其制备方法，由下述重量配比的原料制成：腈纶废丝20~50份；AMPS聚合物5~20份；聚丙烯酸钾10~30份；聚丙烯酸钙5~20份；聚丙烯酰胺1~10份；HF-342 10~30份；HY-508 10~40份；交联剂2~15份；水500~1000份。按所述重量份比称取水及腈纶废丝，将其加入搅拌的反应釜中，密封并升温至230~250℃，反应7~10小时，降温至60℃以下；在反应釜中加入按所述重量份比称取的AMPS聚合物、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺、HF-342、HY-508及交联剂，密封并升温至180~200℃，搅拌反应4~6小时；放料，所得产物经干燥即得成品。该发明具有抗240℃高温、抗饱和盐水、海水、复合盐水的功能，能有效降低钻井泥浆滤失量，不增粘。但该方法所用物料较多，制备工艺复杂，步骤繁琐。 

CN101117573A公开了一种石油勘探钻井液用无荧光防塌降滤失剂，由煤矸石500kg、废睛纶丝270kg、烧碱100kg、甲醛20kg、亚钠30kg、亚硫酸氢钠30kg、苯酚50kg、水3000kg配制而得。该发明产品加工原料成本低，与同类产品相比，可降低钻井泥浆成本30%；在钻井过程中，用量少，在淡水中的加量为1%，在海水中加量3%，性能优于所有褐煤树脂类产品的性能。其弊端是防塌性能和降粘性能一般，且环保性能不佳。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、抗高温、抗盐、降滤失性能好的钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐的制备方法，各物料按重量份数计为：精制棉400~500份、烧碱90~110份、氯乙酸15~25份、腈纶400~500份；包括如下步骤：

A、碱化，取配比量的精制棉加入反应釜中，将相应配比量的烧碱加水配置成浓度10 wt %~50wt%的烧碱溶液，并将其加入所述反应釜内，反应釜升温至碱化温度，恒温搅拌2~3小时；

B、醚化，按配比取氯乙酸加水配置成5 wt%~20 wt%的氯乙酸溶液，将其加入上述反应釜中，升温至醚化温度，恒温搅拌2~3小时；

C、水解，在上述反应釜中加入相应配比量的腈纶，升温至水解温度，恒温反应6~8小时，得钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐胶液；

D、最后喷雾干燥制成粉剂。

本发明的进一步改进在于：所述碱化、醚化的聚合温度为70℃~90℃。

本发明的进一步改进在于：所述水解温度为190℃~210℃。