[发明专利]一种抗高温抗饱和盐的两性离子降粘剂及其制备与应用

说明书

本发明提供一种抗高温抗饱和盐的两性离子降粘剂及其制备与应用，以两性离子降粘剂的总重量为100％计，其包含20‑30％的两性降粘聚合物、0.1‑0.3％的表面活性剂以及余量的水；其中，两性降粘聚合物是由单体原料经聚合反应制得的，单体原料包括氟代有机硅、阳离子纳米木质素、丙烯酰胺或其衍生物类单体、对苯乙烯磺酸钠及马来酸酐；氟代有机硅、阳离子纳米木质素、丙烯酰胺或其衍生物类单体、对苯乙烯磺酸钠及马来酸酐的质量比为3‑5:0.5‑1:4‑6:0.5‑1:1‑2。本发明提供的两性离子降粘剂适用于高温、高含盐量、高密度(密度不低于1.5g/cm³)的“三高”钻井液体系，是一种性能优异的降粘剂。

技术领域

本发明涉及一种抗高温抗饱和盐的两性离子降粘剂及其制备与应用，属于石油工业中的油田化学技术领域。

背景技术

随着石油及天然气需求量的激增，油气开采已经进入到深井、超深井等复杂地质情况的开发阶段。我国深部储层深度普遍超过5000m，目前最深接近9000m，井底温度为180-260℃，且大多地区存在大段盐膏层。抗高温抗盐钻井液是高温盐膏层钻探的关键技术，对于深层超深层油气资源、地热资源的勘探开发和大陆科学钻探发挥着不可替代的重要作用。越来越高的井底温度以及钻遇盐膏层等苛刻条件对钻井液的抗高温抗盐性能提出了更高的要求。

在深井和超深井钻井过程中，地层环境复杂多变，为了钻探施工顺利，采用的是高含盐量、高密度的钻井液，这种钻井液粘度大、流变性差、粘土颗粒浓度较高，而且由于高温水化分散又使得钻井液中粘土粒子浓度增加，粘土颗粒之间所形成的网状结构进一步增强从而引起钻井液高温增稠，粘度和切力明显升高，流动性降低，胶凝甚至固化，严重影响钻井液的流变性，钻具阻力增大，容易导致卡钻、机械转速低、井眼失稳、起下钻受阻甚至井塌等危险井下事故的发生。因此，在实际使用过程中通常需要加入降粘剂来调节钻井液的流变性能。

然而，目前国内所用水基钻井液用降粘剂，如丹宁类、木质素类及聚丙烯酸类降粘剂的抗高温能力不足，高温条件下(≥180℃)容易降解失效，不能满足高温深井及复杂井的钻井要求，且大多数降粘剂的抗盐能力也不足，仅仅适用于低密度泥浆、淡水基浆或者非饱和盐水基浆，高固相含量时无法有效调节流变性，不能满足深部盐膏地层的钻探需求。针对复杂地层中使用的高密度、高盐含量的钻井液还没有合适的降粘剂来改善其流变性能。

因此，立足于以上研究背景，提供一种适用于高温、高含盐量、高密度的“三高”钻井液体系的降粘剂已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种两性离子降粘剂。

本发明的另一个目的还在于提供以上所述两性离子降粘剂的制备方法。

本发明的又一个目的还在于提供一种钻井液，其中，所述钻井液包含以上所述两性离子降粘剂。

本发明的再一个目的还在于提供以上所述钻井液在深部储层开发中的应用。

为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种两性离子降粘剂，其中，以所述两性离子降粘剂的总重量为100％计，其包含20-30％的两性降粘聚合物、0.1-0.3％的表面活性剂以及余量的水；其中，所述两性降粘聚合物是由单体原料经聚合反应制得的，其中，所述单体原料包括氟代有机硅、阳离子纳米木质素、丙烯酰胺或其衍生物类单体、对苯乙烯磺酸钠及马来酸酐；

所述氟代有机硅、阳离子纳米木质素、丙烯酰胺或其衍生物类单体、对苯乙烯磺酸钠及马来酸酐的质量比为3-5:0.5-1:4-6:0.5-1:1-2。

本发明中，所述阳离子纳米木质素的量以固相含量计算。

作为本发明以上所述两性离子降粘剂的一具体实施方式，其中，所述丙烯酰胺或其衍生物类单体包括丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺及N-异丙基丙烯酰胺等中的一种或几种的组合。