[发明专利]一种钻井液降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油气田钻井作业中的钻井液降滤失剂及其制备方法。

背景技术

降滤失剂是油气田钻井中最常用的处理剂之一，它在钻井液处理剂中占有重要地位。在钻井过程中，滤失量过大时钻井液会引起泥页岩水化膨胀，导致井壁不稳定和各种复杂情况的发生，钻遇储层还会对油气层损害。加入降滤失剂的目的是为了调节钻井液性能，在钻井的同时可以在井壁上形成薄而致密的滤饼，尽可能降低滤失对地层的影响。目前国内外的水基钻井液降滤失剂主要分为天然改性高分子类、合成聚合物类以及合成树脂类。另外随着人们对环境保护的重视，一些环保类降滤失剂也被开发利用。

天然高分子类处理剂材料主要使用纤维素、木质素、腐殖酸、淀粉、褐煤等，天然材料具有价格低廉、来源广泛的特点，但是抗温性能普遍不强，因此需要对材料进行改性、接枝处理以提高产品的抗温、抗盐性能。

水溶性合成聚合物降滤失剂种类繁多，是目前应用最广泛的降滤失剂，与天然改性产物相比，合成类聚合物具有耐温、耐盐、抗剪切等特点，因此也是各国研究人员开发的重点。合成聚合物类降滤失剂是利用各种单体，通过加聚反应合成二元共聚物、三元共聚物以及多元共聚物。加聚反应是含有不饱和键或环状的低分子化合物，在催化剂、引发剂或福射等外加条件的作用下，单体间相互加成，形成新的共价键相连大分子的反应。

合成聚合物类降滤失剂由于是利用各种单体加聚而成，在研发过程中，通过选取不同的反应条件与不同原料单体，可以使产物具有宽泛的分子量分布与各种不同的功能性基团。聚合物类滤失剂的这种差异性使此类降滤失剂具有各种不同的综合性能与广泛的应用领域，以满足不同钻井条件下的需要。

合成树脂类降滤失剂是以酚醛树脂为主体，经磺化或引入其他官能团而制得。最常用的产品是磺甲基酚醛树脂。该类降滤失剂是通过甲醛、苯酚等原料单体，在催化剂作用下通过缩聚反应获得。缩聚反应是具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子(如水、氨分子)的化学反应。

合成树脂类降滤失剂具有良好的抗高温抗盐降滤失性能、能改善泥饼质量和稳定井壁的钻井液降滤失剂。但在应用中发现合成树脂类降滤失剂加量大，原材料浪费大以及引起环境污染等问题。

发明内容

本发明的目的是：为了克服在钻井过程中，地层温度随着钻井深度而不断升高，矿化度不断增大，造成钻井液稠化时间缩短，滤失量增大，性能变差的问题，特提供一种钻井液降滤失剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钻井液降滤失剂，其特征在于：该钻井液降滤失剂是由烯丙基聚乙二醇及丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠三种单体聚合而成；所用单体的摩尔百分比为：烯丙基聚乙二醇单体为1.1～1.3%；丙烯酰胺单体为82.4～86.9%；对苯乙烯磺酸钠单体为12.0～16.3%；引发剂为过硫酸铵，加入量为单体总质量的0.2～0.3%。该钻井液降滤失剂其结构式如下：

其中X=12.0～16.3%，Y=1.1～1.3%，n=52～57。

一种钻井液降滤失剂的制备方法，其步骤是，先在反应器中加入0.00083mol的烯丙基聚乙二醇及0.0563mol的丙烯酰胺和0.0097mol的对苯乙烯磺酸钠；然后向上述单体中加入32g的去离子水配制成单体质量百分浓度为20%的溶液，搅拌溶解后用质量百分浓度为10%的氢氧化钠溶液将反应体系的pH值调节至9-10；最后加入0.016g的过硫酸铵，搅拌均匀在温度为55～60℃下反应3-4h，得胶状体产物，用无水乙醇洗涤3-5次，直至出现沉淀，分离后待沉淀在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得该钻井液降滤失剂。所用烯丙基聚乙二醇的摩尔质量为2400g/mol。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：（1）本钻井液降滤失剂制备方法步骤简便，反应条件温和，易于控制，用于钻井液处理剂中；（2）本钻井液降滤失剂含非离子长链聚氧乙烯基，其具有吸附和分散粘土颗粒，有效防止粘土颗粒聚集形成滤失孔道的功能；（3）该方法制备的产品热稳定性能较好，抗温能力强，在淡水基浆中降滤失效果较好；（4）该产品无需溶剂溶解，可直接用于油气田钻井液中。

附图说明

附图为本钻井液降滤失剂的红外谱图。

具体实施方式

实施例1