[发明专利]一种水基钻井液用抗高温降粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域中的水基钻井液处理剂，具体为一种水基钻井液用抗高温降粘剂及其制备方法。

 

背景技术    

随着油田勘探开发区域的不断扩大，钻遇地层复杂性的增加及井底温度增加，对钻井液处理剂的要求也越来越高。在深井超深井钻探中，流变性调控就是面临的诸多技术难题中比较突出的一个。

钻井液所用的降粘剂又被称为抗絮凝剂和稀释剂。早在20世纪30年代末，人们就开始使用无机磷酸盐控制钻井液粘度。20世纪40年代，单宁被广泛地用作钻井液降粘剂。20世界60年代开始，铁铬木质素磺酸盐称为主要的钻井液降粘剂。从20世界90年代开始，由于各国环保意识的加强，开始研制无铬的木质素磺酸盐、栲胶类降粘剂。与此同时，以马来酸酐为原料的聚合物降粘剂以及带阳离子基团的也成为研究的重点。近年来的热点在于降粘剂的抗温性和多功能性。

目前降低超高温水基钻井液粘度的措施就是加入多种、大量的降粘剂，维护周期短，效果不明显，钻井液的流变性能难以调控，引起复杂事故的发生。因此有必要制备一种抗温性能优异的钻井液降粘剂。

发明内容

本发明正是基于以上技术问题，提供一种将该产物加入钻井液，经250℃高温老化后的钻井液仍保持较好流变性能的水基钻井液用抗高温降粘剂。

本发明的另一个目的是提供一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种水基钻井液用抗高温降粘剂，由乙烯基共聚物和聚胺盐两种组分组成，以质量百分含量计，乙烯基共聚物的含量为55-85%，聚胺盐的百分含量为15-45%。该抗高温降粘剂为水剂或粉剂。

所述的乙烯基共聚物为：丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐中的任意两种或三种混合物进行共聚，制备粘均分子量在4000-8000的聚合物。

所述的聚胺盐为：二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的任意一种或多种的混合物再与环氧氯丙烷形成的聚胺盐。

一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）、乙烯基共聚物的制备；

将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐的两种或三种作为单体溶解于水备用。然后将引发剂溶液于水备用，引发剂为无机过氧类引发剂，比如可采用过硫酸铵或者过硫酸钾。再将链转移剂溶于水中，然后加入到反应釜中，链转移剂可以选用异丙醇。然后将体系升温至60℃，将单体和引发剂分别缓慢加到反应釜中，控制温度低于70℃。加完后，再升温至90℃，反应两个小时，用碱液调节pH值到7-8，采用的碱液可为氢氧化钠溶液，得到乙烯基聚合物水溶液。

（2）、聚胺盐制备工艺：在30℃条件下，向二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺的一种或多种的水溶液中缓慢加入环氧氯丙烷。加完后升温至60℃反应两个小时，得到聚胺盐水溶液。

（3）、将步骤（1）中所得到的乙烯基聚合物水溶液和步骤（2）中所得的聚胺盐水溶液进行复配。按质量比计，乙烯基聚合物水溶液：聚胺盐水溶液为3:1，两者混合均匀，得到降粘剂产品 

     与现有技术相比，本发明的有益效果为：水基钻井液加入制备的降粘剂，在250℃老化16小时，仍具有良好的流变性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例并不限制本发明的范围，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

实施例1：

1.  产品制备

第一步乙烯基聚合物制备

将120公斤水、4公斤链转移剂异丙醇加入1000升反应釜；

将150公斤丙烯酸、70公斤 2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸溶于180公斤水中；

将15公斤引发剂过硫酸铵溶于250公斤水中；

反应釜温度控制在60℃-70℃，在1小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜中；然后升温到90℃，反应2小时；用氢氧化钠溶液调节pH到8-9，得到固含量约35%的乙烯基聚合物水溶液。固含量是指在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。聚合物粘均分子量为6000。

第二步聚胺盐制备

在500升反应釜中加入200公斤40%二甲胺溶液，缓慢向反应釜加入100公斤环氧氯丙烷，控制温度在30℃以下；加完后升温至60℃，反应两个小时，得到固含量约60%的聚胺盐水溶液。

第三步产品复配