[发明专利]一种钻井液用抗温抗盐降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液用化学助剂，具体涉及一种钻井液用抗温抗盐型降滤失剂及其制备方法。

背景技术

钻井过程中，钻井液处理剂的加入是保证钻井过程顺利进行的必要条件。降滤失剂通过在井壁形成低渗透率、薄而致密的滤饼而降低钻井液的滤失量，从而避免井径不规则、井壁垮塌、损害油气层、卡钻以及测井不准等不良状况发生。降滤失剂是用量最大、研究开发最活跃的钻井液处理剂之一。

随着世界油气资源需求的迅猛增加，深部地层油气资源勘探开发越来越受到重视。在石油钻井过程中，油气井钻探深度的增加，地层温度及压力也不断升高，钻遇地层日趋复杂，特别是特殊井、超深井和复杂井数量增加，这便对钻井液工艺提出了越来越高的要求。目前，国内深井超深井钻井液的维护处理中，加入的处理剂种类多，加量大，但是在高温高盐的环境下降率失效果不好，而且钻井液中各组分在高分高压环境下发生复杂的物理化学作用，严重影响钻井液体系的性能及其稳定性。对降滤失剂而言，抗温抗盐性能的要求也越来越高，需要在含有盐、钙环境中，仍然能够保持良好的抗温性能。

因此，开发适合现在钻井要求的抗温、耐盐，同时能够稳定井壁，抑制页岩膨胀的降滤失剂是目前研究的重点。

虽然目前油田钻井过程中使用的降滤失剂种类很多，但是，能够同时具备良好的抗温性以及抗盐性的产品却很少。目前，同时具备抗温抗盐性能的降滤失剂大多数为聚合物类产品。大多数情况下，该类降滤失剂产品的抗温性能、抗盐性能都是有限的，而且要达到较好的降率失效果需要增大加量。同时，该类产品具有增加体系粘度，价格昂贵等缺点。

因此，目前需要开发出降率失性能优良，抗温抗盐效果好，同时加量少，成本低廉的降滤失剂产品，来满足当前现场钻井液的维护和处理的需要。

发明内容

本发明人通过锐意研究发现，通过采用可聚合无机胶凝材料凹凸棒土与丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸单体共聚物发生接枝或者插层反应，得到具有独特的空间三维分子结构，分子链刚性强，耐温抗盐抗剪切能力强，以其作为钻井液用降滤失剂具有良好的综合性能，由于引入可聚合无机胶凝材料作为联结基团，成本降低；抗温效果好，在饱和盐水体系中，150℃老化16h，依然具有良好的降率失性能；抗盐能力强，在高温高压环境下，饱和盐水基浆中的降率失效果非常好，由此完成本发明。

本发明的目的在于提供一种钻井液用抗温抗盐降滤失剂，其由包括以下重量配比的原料成分制成：

该降滤失剂由包括以下步骤的方法制备：

（1）将凹凸棒土与蒸馏水充分混合，水化，将水化后的凹凸棒土加入反应器中，在搅拌下缓慢滴加丙烯腈，在1～2小时内加完；

（2）在搅拌下依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂的水溶液，用氨水调节pH至8～10之间，搅拌均匀，然后加热至60～90℃，恒温反应0.5～2小时后出料。

根据本发明提供的钻井液用抗温抗盐降滤失剂采用可聚合无机胶凝材料凹凸棒土与丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸单体共聚物发生接枝或者插层反应，得到具有独特的空间三维分子结构，分子链刚性强，耐温抗盐抗剪切能力强。分子链上兼有无机材料和有机单体官能团，无机物的引入使得聚合物分子具有比线性有机分子更好的耐温性能，可聚合无机胶凝材料使吸附基团的水解稳定性提高，高温解吸附趋势得到抑制。

由于可聚合无机胶凝材料成本低廉，在一定程度上降低聚合物的成本。三种有机单体在发生共聚反应生成的聚合物链段以-C-C-联结，热分解温度在250℃以上，具有高温稳定性。本发明的降滤失剂抗温效果好，在饱和盐水体系中，150℃老化16h，依然具有良好的降率失性能。抗盐能力强，在高温高压环境下，饱和盐水基浆中的降率失效果非常好。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明进行详细。通过这些描述，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

本发明提供一种钻井液用抗温抗盐降滤失剂，其由包括以下重量配比的原料成分制成：

该降滤失剂由包括以下步骤的方法制备：

（1）将凹凸棒土与蒸馏水充分混合，水化，将水化后的凹凸棒土加入反应器中，在搅拌下缓慢滴加丙烯腈，在1～2小时内加完；

（2）在搅拌下依次加入丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂的水溶液，用氨水调节pH至8～10之间，搅拌均匀，然后加热至60～90℃，恒温反应0.5～2小时后出料。

在一个优选的实施方式中，钻井液用抗温抗盐降滤失剂由包括以下重量配比的原料成分制成：