[发明专利]一种钻井液用非磺化抗温降滤失剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种非磺化钻井液用抗高温降滤失剂及其合成方法，属于油田开采钻井处理剂技术领域。其先将有机硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅溶于水中，常温下搅拌使改性纳米SiO₂充分分散，制得无机改性纳米SiO₂悬浮液；再取丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)0～20:0～30:0～10的重量份比与无机改性纳米SiO₂悬浮液混合。本发明优选非磺化类单体并且添加了无机纳米SiO₂，综合考虑有机聚合物与无机纳米的优缺点,合成了一种非磺化类水基钻井液用抗温降滤失剂，能有效降低失水量，并且在常温与180℃～200℃条件下均具备良好的降滤性能和耐温性，将其加入到盐水基浆与饱和盐水基浆中仍具有一定的抗温耐盐性。

技术领域

本发明涉及一种油田钻井液用降滤失剂及其制备方法，具体是指一种可用作油田水基钻井液处理剂技术领域。

背景技术

近些年来，我国深井超深井钻井技术力度加大，随着油井深度的不断加深，钻遇到的地层条件更加复杂，开采石油的难度也相应增大，因此对钻井液体系也提出了更高的要求。针对钻井液体系在高温条件下易失水这一问题，现有技术中多是采用在钻井液中加入降滤失剂的方式来降低滤失量或缓解失水量，对于抗温性多是采用污染较严重的磺化基团类物质来提高。

很多国内外学者对钻井液降滤失剂都有着深入的研究，到目前为止，钻井液用降滤失剂主要可以分为单体合成类、颗粒状物质改性类和改性天然高分子材料三种类型。常用的降滤失剂在保证钻井液应有的滤失性能的条件下，往往要在环保性和抗温性上做出妥协，这就使得钻井液的降滤失性和环保性不能兼得。

由于无机纳米材料具有比表面积大，抗老化能力强等特异功能，使得其抗温性能、热稳定性能都有所提高。因此，发明综合考虑有机聚合物与无机纳米的优缺点,合成了一种非磺化水基钻井液用抗温降滤失剂，能有效降低滤失量，并且在常温与180℃-200℃条件下均具备良好的降滤性能。

发明内容

本发明的目的：提供一种非磺化抗温降滤失剂合成方法，在180℃-200℃、3.5Mpa条件下失水量控制在5-10.6ml之间，这说明前述非磺化抗温降滤失剂在高温高压条件下具备良好的降滤失性能。

本发明提供了一种非磺化抗温型降滤失剂及其合成方法，所述非磺化抗温型降滤失剂为有机/无机三元共聚物，包括丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和改性纳米二氧化硅三种单体。

本发明还提供了非磺化抗温型降滤失剂制备方法，具体包括以下步骤：

1、制备纳米二氧化硅悬浮液：称取5g改性纳米SiO₂置于锥形瓶中，加入100ml去离子水配制一定浓度的悬浮液，常温下磁力搅拌器搅拌24h，使改性纳米SiO₂充分分散，得到无机改性纳米SiO₂悬浮液。

2、制备非磺化抗温型降滤失剂：按照质量比为2：4：1称取AA、DMDAAC、改性纳米SiO₂悬浮液和50mL的去离子水，恒温40℃超声分散2min，将搅拌均匀的溶液倒入带回流装置的500m L三口烧瓶中，用氢氧化钠调整pH值至PH＝7-8，向三口烧瓶中通N₂ 30min后加入0.4％的引发剂，打开恒温水浴锅，升温至50℃反应5h。反应结束后将整个反应溶液转移至110℃下真空干燥箱内干燥24h，便得到三元共聚物，经研钵人工研磨至粉末，用去离子水对聚合产物多次进行搅拌洗涤，抽滤去除聚合物产物表面附着的未反应完全的改性纳米二氧化硅，将洗涤后的粗成品继续放入真空干燥箱干燥24h，获得最终产物降滤失剂。

3、基浆的配置：

(1)淡水基浆：在500ml水中加入30g钠基膨润土和5gNacl，搅拌25分钟，室温放置养化24h，得淡水基浆；