[发明专利]钻井液用无荧光防塌剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用组合物。

背景技术

井壁稳定问题是钻井工程中经常遇到的一个十分复杂的技术难题。长期以来，许多研究者或从岩石力学分析着手，或从抑制泥页岩水化的新型防塌剂和钻井液体系着手，对井壁稳定问题进行了研究，并取得了一系列研究成果。目前，已有的防塌剂主要包括无机盐类、聚合物类、沥青类、褐煤类以及其他低分子有机物等。其中，较有效的沥青类封堵型防塌剂，因其荧光级别高而不便在探井中使用。因此，国内外十分重视新型无荧光高效防塌剂的研制，近年来开发的聚乙烯醇类成膜防塌剂的防塌能力强，也不存在荧光问题，但在现场应用过程中有增粘负效应产生，这往往会引起钻井液粘度的急剧增加，严重影响多元醇类防塌剂的推广应用。

发明内容

本发明旨在提供一种抑制性好而增粘负效应较低的钻井液用无荧光防塌剂。

本发明所述的钻井液用无荧光防塌剂，其为改性聚乙烯醇。

优选地，所述的改性聚乙烯醇是阳离子化的聚乙烯醇。

更优选地，所述的改性聚乙烯醇是用下述方法制备而下：

将pH值为9的PVA溶液在80℃水浴中恒温搅拌10分钟，在搅拌条件下加入催化剂和强氧化剂，继续恒温搅拌1.5小时，然后将pH值调为8，在60℃水浴中恒温搅拌10分钟，在搅拌条件下加入阳离子化试剂，继续恒温搅拌3小时，冷却至室温；再加入浓盐酸，继续搅拌1小时，然后加入体积比为2：1的丙酮和无水乙醇混合物，得到的沉淀洗涤3次，真空干燥后得到白色固体颗粒，即为改性聚乙烯醇。

本发明通过阳离子化反应将正氮侧基引入了改性聚乙烯醇。随改性聚乙烯醇浓度增加其吸附量增大，水化泥页岩颗粒的粒径增大，其表面电荷增加，对应页岩回收率越高，抑制页岩分散的能力越强。因此本发明所述的钻井液用无荧光防塌剂具有成膜、阻缓压力及钻井液滤液传递的效果。

附图说明

图1为光密度与本发明浓度的关系图。

图2本发明加量对页岩回收率及颗粒粒径的影响图。

图3为O.T实验结果图。

具体实施方式

实施例一：制备。

将pH值为9的PVA溶液在80℃水浴中恒温搅拌10分钟，在搅拌条件下加入催化剂和强氧化剂，继续恒温搅拌1.5小时，然后将pH值调为8，在60℃水浴中恒温搅拌10分钟，在搅拌条件下加入阳离子化试剂，继续恒温搅拌3小时，冷却至室温；再加入浓盐酸，继续搅拌1小时，然后加入体积比为2：1的丙酮和无水乙醇混合物，得到的沉淀洗涤3次，真空干燥后得到白色固体颗粒状改性聚乙烯醇，即为钻井液用无荧光防塌剂。

实施例二：吸附性测试。

本发明可与浓硫氰酸钴盐生成稳定的蓝色三元配合物，浓度不同，生成的三元配合物的颜色深浅不同。根据比耳·郎伯特定律，采用分光光度计(波长设为550 nnl)测量不同浓度下的光密度，并绘制成工作曲线，结果见图l。测定室温下本发明在黏土颗粒上吸附后的光密度，由工作曲线查出所对应的浓度，计算吸附量。浓度分别为0.5％、1％时，吸附量分别为80.8、115.8 mg／g，页岩滚动回收率分别为72.72％、85.88％。可知，本发明的浓度越高，吸附量越大，回收率越高，抑制页岩分散的能力越强。

实施例三：本发明对页岩粒径分布的影响。

利用粒度仪测量了本发明与页岩作用前后的页岩颗粒粒径分布，如图2所示。从图2可知，随着本发明加量的增加，页岩颗粒粒径先增大再逐渐减小，与对应加量下页岩滚动回收率变化趋势一致。其原因是：随着本发明浓度的增大，其在颗粒表面的吸附增加，当浓度增大到一定程度后，由于静电斥力阻碍本发明分子在颗粒表面的吸附，增强了颗粒在介质中的分散性。

实施例四：成膜效果。

将岩心制备好后，分别放入5％本发明的溶液和5％

硅酸盐(模数为2.8)溶液中，抽真空饱和48 h，使本发明和硅酸盐能进入岩心孔隙并在岩心孔隙表面充分作用，然后进行O.T实验，结果见图3。 

由计算可得岩心经5％本发明溶液、5％硅酸盐溶液和标准盐水饱和后的膜效率分别为0.154、0.146和0.075。此结果表明，本发明具有很好的成膜作用。