[发明专利]抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油田化学领域，具体涉及一种抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂及其制备方法和应用。该抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂包括溶剂和共聚物，共聚物包括第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元和第四结构单元，第一结构单元为乙烯基酯疏水单体，第二结构单元为酸酐单体，第三结构单元为丙烯酸单体，第四结构单元为N‑乙烯基吡咯烷酮单体。其制备方法分为两步，第一步四种结构单体混合反应后得到第一物料，第二步在第一物料中加入引发剂、通入保护气体，共聚反应后得到抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂。本发明提供的抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂具有抗高温、抗盐、抗钙的优点，在深井超深井的钻探过程中可有效降低水基钻井液的滤失量。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，是一种抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着油气资源需求的增大，深井超深井油气资源的勘探开发越来越引起重视。在深井超深井的钻探过程中，经常遭遇高温高盐钙恶劣环境。水基钻井液一旦受到高盐钙污染，流变、滤失性能急剧变化，导致钻井液无法满足钻探需求，甚至引起井下复杂事故。随着井深的增加，地层温度逐渐上升，过高的温度常常导致钻井液处理剂失效，因此研发抗高温钻井液处理剂十分有必要。

此外，由于高温储层盖层常常为较厚的盐膏层，在打开储层之前，需穿过盐膏层，钻井液遭遇盐钙侵污染无法避免，而盐钙离子会严重影响膨润土颗粒水化，严重时导致钻井液絮凝，滤失量激增，钻井液无法流动，大大影响钻井施工进度。

钻井液抗盐钙侵能力主要受降滤失剂影响，降滤失剂的抗盐钙能力强弱很大程度上决定了钻井液体系是否抗盐钙。

共聚物降滤失剂是目前钻井液领域最常用的降滤失剂类型，国内外研发了系列共聚物降滤失剂，取得了很多的研究成果，但在面对高温高盐钙条件下，降滤失效果仍存在一定的局限性，抗温能力有限、抗盐侵能力有限。

发明内容

本发明提供了一种抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其具有抗高温、抗盐、抗钙的优点，在深井超深井的钻探过程中可有效降低水基钻井液的滤失量。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂，包括溶剂和共聚物，共聚物包括第一结构单元、第二结构单元、第三结构单元和第四结构单元，第一结构单元为乙烯基酯疏水单体，第二结构单元为酸酐单体，第三结构单元为丙烯酸单体，第四结构单元为N-乙烯基吡咯烷酮单体，其中，每100重量份数的组合物中共聚物的含量为10份至30份，按照下述步骤得到：第一步，在溶剂存在下，将所需量的乙烯基酯疏水单体、酸酐单体、丙烯酸单体和N-乙烯基吡咯烷酮单体在5℃至40℃混合反应10min至60min，得到第一物料；第二步，将所需量的引发剂加入第一物料中，再通入保护气体20min至60min，加热至50℃至70℃，进行共聚反应6h至10h，得到抗高温抗盐钙水基钻井液降滤失剂。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述酸酐单体为马来酸酐、戊二酸酐、乙二酸酐或丁二酸酐中的一种以上。

上述按照重量份数计，乙烯基酯疏水单体：酸酐单体：丙烯酸单体：N-乙烯基吡咯烷酮单体＝1:(0.8至1.2):(4至6):(2至4)。

上述溶剂为去离子水。

上述乙烯基酯疏水单体为丙烯酸丙酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸正戊酯中的一种以上。

上述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种以上。

上述引发剂的用量为乙烯基酯疏水单体、酸酐单体、丙烯酸单体和N-乙烯基吡咯烷酮单体总用量的0.03％至0.08％。