[发明专利]一种抗高温抗盐降粘剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气领域，具体地涉及一种钻井液用抗高温抗盐降粘剂。

背景技术

降粘剂是钻井作业现场不可缺少的钻井液处理剂，它对调节钻井液流变性、提高钻 井速度起着非常重要的作用。钻井液在使用过程中，常常由于温度升高、盐侵或钙侵、 固相含量增加或处理剂失效等原因，使钻井液形成的网状结构增强，钻井液粘度、切力 增加。若粘度、切力过大，则会造成开泵困难。钻屑难以除去或钻井过程中压力过大等 现象，严重时会导致各种井下复杂情况。虽然固控设备能有效清除钻井液中的各种固相， 但目前固控设备在现场的使用并不理想，因此，在钻井液使用和维护过程中，经常需要 加入降粘剂，以降低体系的粘度和切力，使其具有适宜的流变性。而随着石油工业的发 展和石油需求的不断增长，油气勘探开发逐渐向深部地层和海上发展，对降粘剂的抗温 和抗盐能力提出了更高的要求，要求新的产品能够承受200℃以上的高温，同时可抗饱和 盐，以满足深井超深井的勘探需要，但目前大多数降粘剂的抗温和抗盐性并不能满足要 求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型抗高温抗盐降粘剂材料及其制备方法，以解决现有水 基钻井液降粘剂抗温抗盐能力较差的问题。

本发明通过如下技术方案实现：

一种抗高温抗盐降粘剂，是由15-20份富马酸、10-15份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 10-15份苯乙烯磺酸钠在引发剂的作用下共聚形成的共聚物与10-15份的乙二胺四乙酸复 配而成。

所述的引发剂选自下述任意一种或两种以上的混合物：过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮 二异丁基脒二盐酸盐。该抗高温抗盐降粘剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述的富马酸加入去离子水中，70～75℃搅拌溶解，得到均相溶液；

(2)向所述的均相溶液中加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠，完全 溶解后，在氮气保护下，缓慢加入引发剂，70～85℃加热反应4-6小时，得到胶液；

(3)向所述的胶液中加入乙二胺四乙酸，70-85℃加热搅拌1h，得到粘稠状胶液；

(4)向所述的粘稠状胶液中加入适量的氢氧化钠，调节水溶液pH值至9-11，而 后进行喷雾干燥，得到所述的抗高温抗盐降粘剂。

上述制备方法中，加入的去离子水和引发剂的重量份如下：

去离子水：100，

引发剂：0.1-5。

所述的引发剂选自下述任意一种或两种以上的混合物：过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮 二异丁基脒二盐酸盐。

本发明提供的抗高温抗盐降粘剂的工作原理及有益效果是：由富马酸、2-丙烯酰胺-2- 甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠构成的共聚物分子链可以吸附于粘土边缘水化弱的地方，其 亲水基增加这些地方的水化层，削弱或拆散粘土颗粒构成的网状结构，放出自由水，减 少粘土颗粒之间的流动摩擦阻力，使钻井液的切力和粘度降低；亦可吸附于钻屑表面， 抑制钻屑水化膨胀和分散，减少固体颗粒数目，降低钻井液粘度，提高流动性。2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠分子结构中含有的磺化基团，以及苯乙烯磺酸钠分子 结构中含有的苯环，均可以提高共聚物的抗温和抗盐能力。同时，乙二胺四乙酸的加入， 可以掩蔽钻井液中的有害金属离子，提高抗高温抗盐降粘剂的降粘效率。该方法具有工 艺简单、易于工业化生产的特点，所得降粘剂抗200℃高温，抗盐至饱和。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述 方法如无特别说明均为常规方法。下述各实施例中，所述份均为重量份数。所述反应物 如无特别说明均能从公开商业途径而得。

实施例1

1)在装有机械搅拌器的四口瓶中加入15份富马酸，100份去离子水，70℃搅拌溶解， 得到均相溶液；

2)向所述的均相溶液中加入10份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和10份苯乙烯磺酸钠， 完全溶解后，在氮气保护下，缓慢加入0.1份过硫酸铵，70℃加热反应4小时，得到胶液；

3)向所述的胶液中加入10份乙二胺四乙酸，75℃加热搅拌1h，得到粘稠状胶液；

4)向所述的粘稠状胶液中加入适量的氢氧化钠，调节水溶液pH值至9，而后进行喷 雾干燥，得到所述的抗高温抗盐降粘剂，具体性能列于表1中。

实施例2