[发明专利]一种钻井液用多功能加重剂及其制备方法以及水基钻井液和其应用

说明书

本发明涉及钻井液领域，公开了一种钻井液用多功能加重剂及其制备方法以及水基钻井液和其应用。其中，所述多功能加重剂为在引发剂存在的条件下，将丙烯酰胺和过硫酸铵依次滴加至改性硫酸钡与去离子水的混合物中反应后得到丙烯酰胺/改性硫酸钡复合体多功能加重剂。采用本发明的多功能加重剂由于其圆球度高且力度均匀，摩擦力小，润滑性好，具有良好的加重性能，能够在钻井高温高压环境下减阻，滤失量小，应用效果好。

技术领域

本发明涉及钻井液领域，具体涉及一种钻井液用多功能加重剂及其制备方法以及水基钻井液和其应用。

背景技术

石油钻井过程中，为了保证钻井过程的顺利进行，钻井液必须同时具备更多的性能，例如：为了降低钻井过程中钻具和套管之间、钻具和泥饼之间的摩擦阻力需要加入润滑剂；为了阻止钻井液的过多失水，以更好的保护井壁需要加入降滤失剂；为了控制地层压力、防止地层坍塌需要加入加重剂等等。

目前，在石油钻井中使用的钻井液处理剂高达数十多种，使用时必须根据现场钻井状况的不同加入不同功能的处理剂，比例搭配不好时，达不到所需效果，甚至起反作用，容易造成井壁坍塌，使下钻遇阻、遇卡，更严重的情况会造成全井报废，浪费人力和物资，且多种处理剂同时加入钻井液既增加了钻井液成本，又增加了工人的劳动强度，同时使钻井液成分复杂，维护处理难度增加。

因此，研究和开发具有多功能的处理剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的处理剂功能单一的缺陷，以及不同功能的处理剂彼此之间的协同效果不好而导致井壁坍塌、钻遇阻遇卡、全井报废、浪费人力和物资的缺陷，而提供一种钻井液用多功能加重剂及其制备方法以及水基钻井液和其应用。采用本发明的多功能加重剂由于其圆球度高且抗压强度高，摩擦力小，润滑性好，具有良好的加重性能，能够在钻井高温高压环境下减阻、滤失量小，应用效果好。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种钻井液用多功能加重剂，其中，所述多功能加重剂为在引发剂存在的条件下，将丙烯酰胺和过硫酸铵依次滴加至改性硫酸钡与去离子水的混合物中反应后得到的丙烯酰胺/改性硫酸钡复合体多功能加重剂。

本发明第二方面提供了一种前述的多功能加重剂的制备方法，其中，该方法包括：

(1)将改性硫酸钡与去离子水混合得到混合物；

(2)在引发剂下，将所述混合物加热且调节pH值；

(3)将丙烯酰胺和过硫酸铵依次滴加至步骤(2)中进行反应；

(4)将步骤(3)的反应物洗涤、干燥以及研磨。

本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其中，该水基钻井液含有前述的多功能加重剂或者前述的制备方法制备得到的多功能加重剂。

本发明第四方面提供了一种前述的水基钻井液在石油钻井中的应用。

通过上述技术方案，本发明提供了一种较低成本、容易配制，同时具有润滑减阻、防塌、降滤失等多种功能的钻井液用多功能加重剂，目的是减少配制钻井液时多功能加重剂的使用种类和数量，降低钻井液成本，减轻工人的劳动强度，使钻井液维护处理简单。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供了一种钻井液用多功能加重剂，其中，所述多功能加重剂为在引发剂存在的条件下，将丙烯酰胺和过硫酸铵依次滴加至改性硫酸钡与去离子水的混合物中反应后得到的丙烯酰胺/改性硫酸钡复合体多功能加重剂。