[发明专利]一种钻井液用耐温耐盐增黏剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种钻井液用耐温耐盐增黏制备方法及应用。增黏剂是由包括以下组分的原料聚合而得：以各组分总重为100％计：丙烯酰胺30wt％～50wt％；N‑乙烯基吡咯烷酮25wt％～35wt％；反应性4‑乙烯基‑1‑(3‑磺丙基)吡啶内嗡盐单体25wt％～35wt％；氯化钠；引发剂所述引发剂为氧化剂、还原剂和2,2‑偶氮二(2‑咪基丙基)二盐酸盐的混合物。本发明制备的增黏剂溶液黏度保持良好，并且经高温老化后，溶液黏度变化不大，表明本发明提供的增黏剂具有良好的耐温耐盐性能，可应用为高温高盐地质条件下石油钻井作业流体的增黏剂。

技术领域

本发明涉及钻井领域，进一步地说，是涉及一种钻井液用耐温耐盐增黏剂、制备方法及应用。

背景技术

近年来，随着我国石油勘探开发范围的不断扩展，深部地层油气资源的勘探开发日益活跃，深井、超深井施工数量不断增多。深井、超深井施工普遍面临的技术难题是在高温(≥160℃)、高矿化度(Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等离子含量高)的地层环境下，现有钻井液增黏剂如部分水解聚丙烯酰胺PHPA、聚丙烯酰胺钾盐KPAM、丙烯腈共聚物PAC-141、高粘度羧甲基纤维素CMC_HV、羟乙基纤维素HEC、生物聚合物XC等性能急剧弱化，导致钻井液综合性能变差，流变性难以控制，难以继续保障钻井施工的安全、顺利实施。因此，有必要研制一种具有良好耐温耐盐性能的钻井液增黏剂以满足现场施工的需求。

在耐温耐盐钻井液增黏剂研制方面，国内外技术研究人员进行了积极有益的探索，例如，中国发明专利201010593450.8公开了一种钻井液用抗高温增黏剂及其制备方法，该专利公布的增黏剂是一种淀粉和瓜尔胶的环氧化物改性物，制备的增黏剂在淡水钻井液中抗温150℃，在海水钻井液中抗温130℃，但这样的产品性能指标尚不能达到井温160℃以上的应用要求。此外中国发明专利201110184384.3公开了一种磺化改性聚丙烯酰胺增黏剂及其制备方法并在专利说明书中说明该产品具有良好的增黏及调节流型的能力，能在高温、高盐、高钙镁离子等苛刻条件下保持钻井液的黏度。由于该专利说明书只提供了产品的制备方法而未提供产品的具体性能评价数据，因此实际发明效果尚未可知。美 国发明专利US7651980B2公开了一种由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及N-乙烯基吡咯烷酮组成的三元共聚物及其制备方法和应用，该共聚物作为钻井液增黏剂时耐温最高可达260℃，但仅限于淡水钻井液的情况，并未涉及在钻井液中钠盐、钙盐含量较高时的增黏效果评价。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种钻井液用耐温耐盐增黏剂、制备方法及应用。本发明的增黏剂分子结构中含有在高温条件下能抑制丙烯酰胺热降解的乙烯基吡咯烷酮结构单元，而且分子中也不存在高温下易降解的酯、醚等官能团，因此具有良好的耐温性能，其水溶液黏度在高温条件下能够长时间保持稳定。

本发明的目的之一是提供一种钻井液用耐温耐盐增黏剂。

所述增黏剂是由包括以下组分的原料聚合而得：

各组分按重量百分比计：

丙烯酰胺 30wt％～50wt％；

N-乙烯基吡咯烷酮 25wt％～35wt％；

反应性4-乙烯基-1-(3-磺丙基)吡啶内嗡盐单体25wt％～35wt％；