[发明专利]一种防塌减阻剂及其生产工艺

说明书

本发明涉及石油钻井助剂技术领域，具体公开了一种防塌减阻剂及其生产工艺。本申请的防塌减阻剂，主要由如下重量份数的原料制成：沥青20‑30份、木质素磺酸钠5‑10份、表面活性剂10‑20份、聚合物添加剂20‑35份；所述聚合物添加剂主要由聚合单体A、聚合单体B、引发剂按照质量比10‑15:10‑20:0.1‑0.5混合反应制得；聚合单体A为丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、月桂酸丙烯酸酯、2‑乙基丙烯酸、羟基丙烯酸中的至少一种；聚合单体B为2‑丙烯酰氧基‑2‑甲基丙基磺酸、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙基磺酸中的至少一种。本申请的防塌减阻剂具有良好的减阻性能和耐高温剪切性能。

技术领域

本发明涉及石油钻井助剂技术领域，更具体地说，涉及一种防塌减阻剂及其生产工艺。

背景技术

随着油气资源的不断开发，当前的油气资源开采的深度也越来越深，容易使油气井钻遇松散、破碎等复杂地层。这些地层胶结性差，孔壁薄，很容易在受到外力影响时发生坍塌掉块。在这种地质条件下钻井时，通常会在冲洗液中加入防塌剂或防塌减阻剂，起到粘结和护壁作用。常用的防塌材料有沥青材料、硅酸盐材料等，其中沥青材料可以在一定温度下软化变形，具有较好的防塌性能，而且成本非常低，是一种较为理想的防塌材料。但是，在加入冲洗液中后，由于沥青在通常情况下具有较高的软化点和粘度，不易进行分散，且容易降低冲洗液的润滑系数。因此，在具体使用时，往往采用沥青材料与其他材料配合组成防塌减阻剂。

申请公布号为CN108659799A的中国发明专利申请公开了一种钻井液用防塌封堵剂阳离子改性沥青，由下述重量配比的原料制成：石油沥青粉45-65份、高沸点溶剂油25-40份、改性剂5-10份、表面活性剂3-8份、阻粘剂1-3份，其中改性剂为油溶性酚醛树脂、石油树脂中的一种或两种，表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种，阻粘剂为聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素钠、预糊化淀粉中的一种或几种。这种防塌封堵剂阳离子改性沥青中加入了高沸点溶剂油，对沥青的软化点有降低作用。

针对上述相关技术，发明人认为，这种防塌封堵剂阳离子改性沥青的耐高温剪切性能较差。

发明内容

为了提高减阻剂的耐高温剪切性能，本申请提供一种防塌减阻剂及其生产工艺。

第一方面，本申请提供一种防塌减阻剂，采用如下技术方案：

一种防塌减阻剂，主要由如下重量份数的原料制成：沥青20-30份、木质素磺酸钠5-10份、表面活性剂10-20份、聚合物添加剂20-35份；

所述聚合物添加剂主要由聚合单体A、聚合单体B、引发剂按照质量比10-15:10-20:0.1-0.5混合反应制得；聚合单体A为丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯、月桂酸丙烯酸酯、2-乙基丙烯酸、羟基丙烯酸中的至少一种；聚合单体B为2-丙烯酰氧基-2-甲基丙基磺酸，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸中的任意一种。

通过采用上述技术方案，本申请的防塌减阻剂中除了沥青材料，还加入了木质素磺酸钠，能够与沥青配合得到软化点极低的复合材料，并能利用木质素磺酸钠，提高沥青材料在水相中的分散效率。聚合物添加剂采用两类不同的聚合单体进行聚合反应得到，在生成的聚合物中，含有磺酸基、酰基或酯基等多种基团，能够在水相中良好分散，还能够与沥青具有较好的结合能力，进一步提高了最终制得的防塌减阻剂的抗剪切性能。

优选的，所述原料还包括3-6重量份的生物炭，所述生物炭由小麦秸秆或玉米秸秆热解得到。

通过采用上述技术方案，在防塌减阻剂中还加入了生物炭，生物炭由作物秸秆热解制得，颗粒较小，通过试验发现，这种生物炭混合在防塌减阻剂中能够明显降低沥青的软化点，使防塌减阻剂注入地层后具有良好的耐高温剪切性能。

优选的，所述生物炭由小麦秸秆或玉米秸秆在400-600℃保温6-8h热解得到。