[发明专利]无固相钻井液用抗高温提切剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无固相钻井液用抗高温提切剂及其制备方法，该提切剂通过合理分子设计将三种带有不同功能基团的单体在氧化还原体系条件下聚合，对应生成的聚合物通过分子间的正负电性的吸引和排斥作用，使得分子链充分舒展，在空间内相互作用，形成空间网状结构，并辅以与聚合物相互配合的其它助剂，使制备得到的提切剂不但具有类似生物聚合物的剪切稀释性，且能够有效抗高温抗盐，其最高耐受温度可以高达170℃，为一种适用于淡水、盐水无固相钻井液体系的高效提切剂；另外，该提切剂的制备方法简单易行，成本也低于国外同等产品，非常有利于市场的推广和应用。

技术领域

本发明涉及石油、天然气、煤层气钻井作业技术领域，特别涉及一种无固相钻井液用抗高温提切剂及其制备方法。

背景技术

随着石油工业的发展，深井超深井数量越来越多，对钻井液的抗温抗盐能力提出了新的挑战，尤其是目前超过4000m，甚至5000m的深水平井越来越多，为保证井眼净化、携砂和有效保护储层，常采用细颗粒固相少的无固相钻井液。提切剂是无固相钻井液的核心处理剂。

目前钻井液最常用的提切剂是生物聚合物，例如黄原胶，但是生物聚合物在清水中抗温能力比较差，在盐水体系中最高抗温也不超过148℃，而且高温条件下，生物聚合物就会发生水解，分子链发生断裂，导致处理剂性能明显下降。国外针对钻井液抗高温提切剂的研究，尤其是在替代黄原胶方面，开展了很多研究，尽管其中很多公司宣称可以在高温领域替代黄原胶，但是真正达到和黄原胶流变性类似的处理剂还是很少，尤其现场应用报道更是少之又少。国内关于抗高温提切剂的研制报道较少，主要是在天然聚合物的基础上，通过化学改性提高其抗温能力，但是通过化学改性一方面没有达到降低成本的目标，另一方面，天然聚合物改性后的抗温能力仍然有限，遇到了瓶颈。

因此，迫切需要研制一种提切剂，不但具有类似生物聚合物的剪切稀释性，同时能有效地抗高温抗盐，以满足深井钻井液的使用，解决目前生物聚合物处理剂高温易水解和抗温能力差的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效替代现有常用生物聚合物类提切剂且耐高温耐盐的无固相钻井液用抗高温提切剂。

本发明的另一目的是提供一种制备上述无固相钻井液用抗高温提切剂的制备方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种无固相钻井液用抗高温提切剂，包括60～70重量份的溶剂水、15～25重量份的第一单体、20～30重量份的第二单体、5～7重量份的阳离子单体水溶液、2～3重量份的5wt.％的EDTA水溶液、2～3重量份的3wt.％的还原剂水溶液、2～3重量份的3wt.％氧化剂水溶液、1～2重量份的链转移剂和占第一单体、第二单体和阳离子单体水溶液总质量的0.1～0.2％的硫酸亚铁铵。

所述第一单体为甲基丙烯磺酸、对乙烯基苯磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。

所述第二单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或N,N-二乙基丙烯酰胺。

所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二甲基二烯丙基氯化铵。

共聚物的结构式如下所示为例：

其中，R₁、R₂分别代表：—H，—CH₃或—CH₂CH₃；R₃代表：—COOCH₂CH₂—或—CH₂CH₂—；R₄代表：—H，—CH₃或—CH₂CH＝CH₂。