[发明专利]一种钻井液用有机硅稀释剂及其制备方法

说明书

本发明涉及钻井液的技术领域，具体涉及一种钻井液用有机硅稀释剂及其制备方法，各组分以摩尔份数计，含量如下：冷凝水280‑350份、氢氧化钠溶液17‑22份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸24‑28份、超支化聚合物、改良剂；其中超支化聚合物包括：γ(‑2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、盐酸溶液和二甲基氯硅烷。用于在高温高密度条件下，钻井液会因部分组分发生降解而导致增稠，从而使钻井液性能发生剧变，并且不易调整和控制的问题。

技术领域

本发明涉及钻井液的技术领域，具体涉及一种钻井液用有机硅稀释剂及其制备方法。

背景技术

近年来，中国石油和天然气领域的研究不断的深入探索和发，钻井作业逐渐由浅层地层、简单地层向深层地层、复杂地层钻探开发，深井、超深井将是未来的勘探和开发的重点。在逐渐向深层地层进行的钻井勘探作业中，由于储层埋藏得较深、地层压力变大、岩性也变得更加的复杂，这些变化导致了钻探作业实施困难且成本高时效低，更易导致发生事故。

随着我国石油勘探开发的不断深入，深层石油及天然气的勘探开发逐渐成为解决我国石油工业稳产增产的主要途径。因而深井、超深井的钻探就必将成为我国石油工业的一个重要方面。

钻井液作为“钻井工业的血液”，其性能和应用效果直接影响到钻井工程质量的高低。当钻井液应用至当今日益复杂的开采条件中时，也开始逐渐面临着越来越多复杂状况的挑战。在中高温高密度条件下，钻井液会因部分组分发生降解而导致增稠，也可能因为细分散的钻屑进入钻井液导致劣质固相增加而增稠，从而使钻井液流变性能发生剧变，并且不易调整和控制，严重时将导致钻井作业无法正常进行，因此使用稀释剂对钻井液进行降粘作业则成为了钻井工程中的一个重要部分。

为应对复杂的地层条件，相应的钻井液的组分也较为复杂，不同的钻井液组成以及钻井液增稠机理的不同，通常需要采用具有针对性的稀释剂进行降粘。根据钻井液增稠机理的不同，很多钻井液用稀释剂都具有一定的局限性。因此开发一种具有多重降粘功效的钻井液稀释剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种钻井液用有机硅稀释剂及其制备方法，用于在高温高密度条件下，钻井液会因部分组分发生降解而导致增稠，劣质固相侵入导致的钻井液增稠，以及CO₂污染导致的增稠，从而使钻井液性能发生剧变，并且不易调整和控制的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种钻井液用有机硅稀释剂，各组分以摩尔份数计，含量如下：

冷凝水280-350份、氢氧化钠溶液17-22份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸24-28份、超支化聚合物、改良剂和纳米氧化钛；

其中超支化聚合物单体组分包括：γ(-2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、盐酸溶液和二甲基氯硅烷。

进一步地，采用化学键合的方式将有机硅分子链引入丙烯酸酯聚合物分子链中，防止有机硅以小分子的形式进行转移。

进一步地，改良剂包括有机硅氟聚合物。

进一步地，包括以下步骤：

S1、将冷凝水、超支化聚合物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合，获得混合液；

S2、将氢氧化钠溶液加入混合液内，并进行加热，获得加热后的混合液；

S3、在加热后的混合液内待冷却后，加入纳米氧化钛，得到钻井液用稀释剂。

进一步地，超支化聚合物的制备方法包括以下步骤：

S1、在100mL的三口烧瓶中加入总量为0.05mol的苯基三甲氧基硅烷和γ(-2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；

S2、在20℃下持续搅拌，滴入占总原料质量2倍的盐酸溶液(pH为1～2)；