[发明专利]一种水基钻井液用低分子量抗高温抗饱和盐降滤失剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种水基钻井液用低分子量抗高温抗饱和盐降滤失剂及其制备方法与应用。该降滤失剂的制备方法包括步骤：将二缩水甘油醚和丙烯酸混合均匀，之后进行反应，得到改性羟基丙烯酸酯单体A；向水中分别加入2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、改性羟基丙烯酸酯单体A、阴离子单体和阳离子单体，搅拌均匀后调节体系的pH至6‑8；在氮气环境中，加入引发剂和链转移剂，进行反应；反应完成后，将所得产物经洗涤、干燥、粉碎，即得。本发明的降滤失剂为低分子量不增粘型聚合物降滤失剂，能够抗200℃以上高温克服目前深部地层水基钻井液所使用的聚合物降滤失剂抗高温抗饱和盐性能差、易增粘的缺点。

技术领域

本发明涉及一种水基钻井液用低分子量抗高温抗饱和盐降滤失剂及其制备方法与应用，属于石油工业的油田化学领域。

背景技术

随着经济的高速发展，我国对石油资源的需求越来越高，随着中浅层石油资源的逐渐匮乏，目前我国对深部超深部油气储层的开采力度逐步加大。深部地层一般具有温度高、地层压力大、盐膏层分布广泛等特征，故在钻井过程中经常面临着高温高盐的恶劣环境，给钻井液的性能稳定带来了极大的挑战。高温高盐会导致钻井液聚合物处理剂发生降解、去水化作用，从而分子结构被破坏，影响钻井液的流变、抑制、造壁等性能，使得井壁易失稳、滤失量增大，在钻井过程中容易引发井塌、井漏、黏附卡钻等复杂情况，严重影响了钻井施工的速度，提高了钻井成本，不利于提高经济效益。

降滤失剂是一种能有效降低钻井液在地层中的滤失量的关键处理剂。目前我国各大油田深部地层常用的钻井液降滤失剂存在两大难题：一是抗温抗盐性能较差，抗温一般在180℃以下，在饱和盐钻井液体系中降滤失效果会大幅降低；二是现用降滤失剂一般为高分子量聚合物，加入到钻井液体系中会起到较大的增粘作用，而深部地层使用的高温高密度钻井液体系本身固相含量高、粘度高，故高分子量降滤失剂的加量十分有限，难以起到较好的降滤失效果。

关于降滤失剂的制备有不少专利文献报道。例如：中国专利文献CN113150754A提供一种抗温抗盐水基钻井液降滤失剂，以丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、两性离子单体为原料在引发剂作用下共聚生成，其分子量高达百万，在高密度钻井液体系中增粘严重，对高密度钻井液的流变性能影响较大，对于深部超深部地层高温高密度钻井液体系的适用性还有待考究。中国专利CN110628396A提供一种钻井用环保型抗温抗盐降滤失剂，以改性淀粉纳米晶、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等单体为原料在引发剂作用下接枝共聚生成，其虽然具有一定的环保型，但是抗温仅能达到120℃左右，不适用于超深地层。中国专利文献CN111285964A提供一种钻井液用抗温抗盐微交联型降滤失剂，是由烯基非离子单体、烯基阴离子单体、烯基阳离子单体在交联剂和引发剂作用下加热反应生成的共聚物，所述烯基非离子单体选自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、甲基丙烯酰胺和乙烯基己内酰胺；所述烯基阴离子单体选自乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸和苯乙烯磺酸；所述烯基阳离子单体选自二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基二甲基二烯丙基氯化铵和十六烷基二烯丙基氯化铵，其降滤失性主要是通过封堵作用来实现，对地层的适用性较差，遇到大裂缝地层封堵效果较差，则降滤失效果也会大幅下降。

因此，针对深层超深层对钻井液体系抗高温抗高盐的需求，亟需研发出一种新型低分子量抗高温抗饱和盐的降滤失剂，既能具备较好的抗高温抗饱和盐性能，还能减少对高温高密度钻井液流变性能的影响。

发明内容