[发明专利]钻井液用暂堵剂及其制备方法以及水基钻井液和应用

说明书

本发明涉及石油钻井过程中环保钻井液暂堵技术领域，公开了一种钻井液用暂堵剂及其制备方法以及水基钻井液和应用。其中，该暂堵剂为在交联剂和引发剂存在的条件下，将糊化淀粉和乙烯基接枝单体在活化剂溶液中进行聚合反应而得到的；乙烯基接枝单体包括丙烯酸、丙烯酰胺及2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸；糊化淀粉为将淀粉加入去离子水中进行糊化反应得到的。本发明的暂堵剂可生物降解，在土壤中90天降解率可达50％以上，对环境友好；加入该暂堵剂的水基钻井液具有良好的流变滤失性，并能对不同渗透率地层自适应暂堵，渗透率暂堵率达100％；同时本发明的暂堵剂酸溶率高，经酸化解堵后，渗透率恢复值可达85％以上，储层保护能力显著。

技术领域

本发明涉及石油钻井过程中环保钻井液暂堵技术领域，具体涉及一种钻井液用暂堵剂及其制备方法以及水基钻井液和应用。

背景技术

屏蔽暂堵是钻完井过程中广泛应用的一种储层保护技术，该技术是在钻井液中加入暂堵剂，以形成致密的暂堵层，阻止钻井液中的固相和液相侵入储层造成损害。暂堵剂与地层孔喉直径严格匹配才能形成高质量的暂堵带，这在实际生产过程中很难做到，选用的暂堵剂只适用于某一井段，对整个油气层暂堵效果较差。为完善这一问题，发展了自适应屏蔽暂堵剂，其由聚合物为主要成分、可变形弹性粒子和填充加固剂作为助剂组成，然而许多新型的聚合物暂堵剂可生化性差，面临环保问题。

吸水树脂是一种新型高分子功能材料，遇水溶胀但不溶解并具有一定交联度的三维网状结构的聚合物，具有可变形性，可通过形状调节封堵不同尺寸的孔道，目前在石油开发中已有大量应用，但存在难降解和毒性大等问题。

淀粉基吸水树脂以淀粉为主链，含有大量亲水基团的乙烯类聚合物为侧链的淀粉接枝聚合物可用作高吸水树脂，其具有吸水溶胀和降解的独特性能。这为可降解淀粉基吸水树脂钻井液暂堵剂技术提供了一个全新的思路。淀粉是可再生资源，且淀粉分子中具有活泼的羟基，易于化学和物理改性，改性后的淀粉基材料具有生物可降解性，同时在淀粉基吸水树脂中混掺可酸溶性刚性颗粒，形成有机-无机杂化网络结构，提高吸水树脂的综合性能，是一种潜在的钻井液用环保型暂堵材料。

CN104449613A公开了一种吸水树脂暂堵剂及其制备方法，由丙烯酸类单体、丙烯酰胺类单体和粉末状可酸溶无机填充材料制得，该树脂可应用于不同形状和不同尺寸的漏失通道堵漏，但不可生物降解。

CN104710967A公开了一种水基钻井液用自解堵抗温暂堵剂及其制备方法，由淀粉、碱金属氢氧化物、卤代有机酸、碳酸盐、疏水改性剂、醇和水进行反应得到的产物以及纳米碳酸钙组成，抗温能力强，对不同渗透岩心暂堵效果较好，但使用物中含有难生物降解的苯环。

CN106883832A公开了一种环保型可控暂堵剂及制备方法，应有于页岩气开采，使用的原料环保，有较好的生物相容性，但不具备对不同渗透率自适应暂堵能力。

总之，现有的暂堵剂没有兼顾自适应封堵能力与环保性能，且多应用于调剖堵水或压裂技术中，同时具有环保性和自适应暂堵能力的钻井液暂堵剂目前在国内未见报道。

因此，开发和研究一种兼顾对不同渗透率地层自适应封堵和环境保护的暂堵剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的暂堵剂难以兼顾对不同渗透率地层自适应封堵和环境保护的缺陷，而提供一种钻井液用暂堵剂及其制备方法以及水基钻井液和应用，其中，该暂堵剂能够兼顾对不同渗透率地层自适应封堵和环境保护的技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种钻井液用暂堵剂，其中，该暂堵剂为在交联剂和引发剂存在的条件下，将糊化淀粉和乙烯基接枝单体在活化剂的溶液中进行聚合反应而得到的；其中，所述乙烯基接枝单体包括丙烯酸、丙烯酰胺及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；所述糊化淀粉为将淀粉加入去离子水中进行糊化反应得到的。

本发明第二方面提供了一种前述所述的暂堵剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：