一种钻井液降滤失剂及其制备方法与降解方法技术

本发明专利技术提供了一种钻井液降滤失剂及其制备方法与降解方法。该钻井液降滤失剂包括以下重量份组分：水：90‑150份，棉花短绒纤维：50‑90份，5％硫酸：20‑60份，丙烯酸：20‑50份，已内酰胺：20‑50份，氢氧化钠：5‑20份，偶氮二异丁腈：1‑8份，过硫酸盐：1‑8份。该降滤失剂颜色为白色或淡黄色粉末，溶于水为无色透明液体，能够耐温抗盐，且环保，单与膨润土复配就能起到良好的降滤失效果，无需其他辅助试剂，添加量低，成本低廉，降滤失效果好；在纤维素酶的作用下，30天内可降解成小分子产物和水进入环境中，达到安全钻井和保护环境的目的。

A filtrate reducer for drilling fluid and its preparation and degradation method

The invention provides a filtrate reducer for drilling fluid and a preparation method and a degradation method thereof. The filtrate reducer of the drilling fluid consists of the following weight components: water: 90 copies of 150 copies, cotton short fiber: 50, 90, 5% sulphuric acid, 20, 60, 20, 50, 20, 20, 50, sodium hydroxide: 5 20, nitrous nitrile The filter loss agent is white or yellowish powder, soluble in water as colorless and transparent liquid, can resist temperature and salt, and is environmentally friendly. It can have good filtrate loss effect alone and bentonite, without other auxiliary reagents, low addition, low cost and good filtration effect. Under the action of cellulase, it can be reduced within 30 days. Small molecules and water are introduced into the environment to achieve safe drilling and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液降滤失剂及其制备方法与降解方法
本专利技术属于油气田工程
，涉及一种钻井液降滤失剂及其制备方法与降解方法。
技术介绍
随着国家对人类生态环境保护的日益重视，进入自然界的物质能分解成小分子，避免对环境造成污染。目前抗温抗盐降滤失剂为磺化褐煤树脂(SPNH)，磺甲基酚醛树脂Ⅰ型和Ⅱ型(SMP-Ⅰ和SMP-Ⅱ)，具有良好的抗温和抗盐作用，是深井钻井液技术不可或缺的重要降滤失剂。然而这类降滤失剂形成的钻井液颜色黑，液相色度和产品中残余的单体量均超过国家相关标准的要求。国家相关标准的明确要求：色度，GB/T8978-1996《污水综合排放标准》要求，色度≤80；GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求，色度≤50，这些产品的色度远超80。产品残余的单体均属于国家废水排放中严令限制的，如磺甲基酚醛树脂是甲醛和苯酚聚合后再磺甲基化的产物，甲醛和苯酚这两种单体，国家相关标准明确规定：GB/T8978-1996《污水综合排放标准》中三级排放标准，甲醛≤5mg/L，苯酚≤1mg/L；GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求更严格，甲醛含量≤1mg/L，苯酚含量≤0.3mg/L，产品中这类单体的含量会远超这一指标。因而研发一种能替代磺化类降滤失剂(SPNH、SMP-Ⅰ和Ⅱ型)，且具有良好抗温抗盐性能的环保型降滤失剂是环境保护所必须的产品。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种钻井液降滤失剂及其制备方法与降解方法。该钻井液降滤失剂能够耐温抗盐，且环保。为了达到前述的专利技术目的，本专利技术提供一种钻井液降滤失剂，其原料包括以下组分：水、棉花短绒纤维、5％硫酸、丙烯酸、已内酰胺、氢氧化钠、偶氮二异丁腈和过硫酸钾，所述钻井液降滤失剂中，各原料组分按以下重量份混合：水：90-150份，棉花短绒纤维：50-90份，5％硫酸：20-60份，丙烯酸：20-50份，已内酰胺：20-50份，氢氧化钠：5-20份，偶氮二异丁腈：1-8份，过硫酸盐：1-8份。上述降滤失剂颜色为白色或淡黄色粉末，溶于水为无色透明液体。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述钻井液降滤失剂包括以下重量份原料组分：水：110-140份，棉花短绒纤维：55-80份，5％硫酸：37-60份，丙烯酸：25-40份，已内酰胺：23-45份，氢氧化钠：7-15份，偶氮二异丁腈：2-6份，过硫酸盐：2-6份。上述钻井液用降滤失剂与磺化类降滤失剂(SPNH、SMP-Ⅰ和Ⅱ型)不同，本专利技术的降滤失剂不仅能够耐温抗盐，而且环保，该降滤失剂无论在淡水中还是在盐水中，在纤维素酶的作用下均能分解形成小分子和水进入环境中，达到安全钻井和保护环境的目标。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述棉花短绒纤维的纤维长度为1mm-20mm。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述棉花短绒纤维包括新棉花短绒纤维和/或废弃棉花短绒纤维。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述钻井液降滤失剂为白色或黄色粉末。且所述钻井液降滤失剂的粒径为0.9mm以下。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述过硫酸盐包括过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种的组合。本专利技术还提供上述钻井液降滤失剂的制备方法，其包括以下步骤：将水、棉花短绒纤维和5％硫酸混合，然后搅拌升温至170℃-200℃，并保温搅拌12h以上，随后搅拌冷却至室温，得到第一产物；将丙烯酸、已内酰胺和氢氧化钠添加到所述第一产物中，然后加入偶氮二异丁腈和过硫酸盐聚合，最后造粒、烘干、粉碎，得到所述钻井液降滤失剂。根据本专利技术的具体实施例，优选地，所述聚合的反应温度为175-190℃，所述聚合的反应时间为3-6小时。较优地，所述聚合的反应温度为180-190℃，所述聚合的反应时间为4-5小时。根据本专利技术的具体实施例，制备所述钻井液降滤失剂的主要设备包括具有搅拌、加热、高温高压不锈钢反应釜、烘干设备和粉碎设备以及氮气或压缩空气的气源。制备方法包括以下步骤：将90-150份水、50-90份棉花短绒纤维和20-60份5％硫酸加入至高温高压聚合釜中，关闭所有阀门，加搅拌边升温至170-200℃，在该温度范围内，保持搅拌状态12小时以上，然后停止加热，边冷却边搅拌至室温；随后将20-50份丙烯酸、20-50份已内酰胺、5-20份氢氧化钠倒入反应釜中，搅拌均匀，加入1-8份偶氮二异丁腈和1-8份过硫酸盐进行聚合，聚合结束后在氮气或压缩空气的推动下，造粒、烘干和粉碎，得到环保型钻井液降滤失剂。仅需将本专利技术的钻井液用降滤失剂与膨润土混合能够起到良好的降滤失效果，且该钻井液用降滤失剂的用量可以不超过2％即能取得良好的降滤失效果。本专利技术还提供上述钻井液降滤失剂的降解方法，其包括以下步骤：将纤维素酶与所述钻井液降滤失剂按质量比为10-50：200-500混合，并在23-45℃温度下降解60-90天，形成小分子产物和水；优选地，所述小分子产物包括二氧化碳。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：(1)本专利技术提供的钻井液降滤失剂不仅能够耐温抗盐，而且环保，特别适用深井或超深井施工作业；(2)本专利技术提供的钻井液降滤失剂与膨润土复配就能起到良好的降滤失效果，无需其他辅助试剂，添加量低，成本低廉，降滤失效果好；(3)本专利技术提供的钻井液降滤失剂应用于油气井勘探开发的钻井液施工中，形成的废弃钻井液在纤维素酶的作用下，30天内可降解成小分子产物和水进入环境中，达到安全钻井和保护环境的目的。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术可实施范围的限定。实施例1本实施例提供了一种环保型钻井液降滤失剂，其是通过以下步骤制得：将125份水、70份棉花短绒纤维和50份5％硫酸加入至高温高压聚合釜中，关闭所有阀门，加搅拌边升温至185℃，在该温度范围内，保持搅拌状态12小时以上，然后停止加热，边冷却边搅拌至室温；随后将32份丙烯酸、41份已内酰胺、10份氢氧化钠倒入反应釜中，搅拌均匀，加入5份偶氮二异丁腈和4份过硫酸钾进行聚合，聚合结束后在氮气或压缩空气的推动下，造粒、烘干和粉碎，得到环保型钻井液降滤失剂。可见，本实施例制得的环保型钻井液降滤失剂，原料包括以下组分：水、棉花短绒纤维、5％硫酸、丙烯酸、已内酰胺、氢氧化钠、偶氮二异丁腈和过硫酸钾，各组分按以下重量份混合：水：125份，棉花短绒纤维：70份，5％硫酸：50份，丙烯酸：32份，已内酰胺：41份，氢氧化钠：10份，偶氮二异丁腈：5份，过硫酸钾：4份。将本实施例制得的环保型钻井液降滤失剂在某钻井2500m-4500m实际井段中使用，该井段温度为100℃-150℃，该钻井液在该井段施工中漏斗粘度和滤失量如下表1所示，由表1可知，本实施例制得的环保型钻井液降滤失剂在2500m-4500m井段中常温中压下的滤失量为2-5mL，150℃高温中压下的滤失量为7-11mL，能耐受高温，确保了钻井施工的顺利进行。表1本实施例制备的环保型钻井液降滤失剂在上述钻井中形成的废弃钻井液，将纤维素酶投入到上述废弃钻井液中作用25天，废弃钻井液中的部分降滤失剂降解成小分子产物二氧化碳和水。通过测试上述废弃钻井液的粘度变化来表征降滤失剂降解的程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液降滤失剂，其特征在于：所述钻井液降滤失剂原料组成包括以下重量份组分：水：90‑150份，棉花短绒纤维：50‑90份，5％硫酸：20‑60份，丙烯酸：20‑50份，已内酰胺：20‑50份，氢氧化钠：5‑20份，偶氮二异丁腈：1‑8份，过硫酸盐：1‑8份。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液降滤失剂，其特征在于：所述钻井液降滤失剂原料组成包括以下重量份组分：水：90-150份，棉花短绒纤维：50-90份，5％硫酸：20-60份，丙烯酸：20-50份，已内酰胺：20-50份，氢氧化钠：5-20份，偶氮二异丁腈：1-8份，过硫酸盐：1-8份。2.根据权利要求1所述的钻井液降滤失剂，其特征在于：所述钻井液降滤失剂原料组成包括以下重量份组分：水：110-140份，棉花短绒纤维：55-80份，5％硫酸：37-60份，丙烯酸：25-40份，已内酰胺：23-45份，氢氧化钠：7-15份，偶氮二异丁腈：2-6份，过硫酸盐：2-6份。3.根据权利要求1或2所述的钻井液降滤失剂，其特征在于：所述棉花短绒纤维的纤维长度为1mm-20mm。4.根据权利要求1或2所述的钻井液降滤失剂，其特征在于：所述棉花短绒纤维包括新棉花短绒纤维和/或废弃棉花短绒纤维。5.根据权利要求1或2所述的钻井液降滤失剂，其特征在于：所述钻井液降滤失剂为白色或黄色粉末。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：赖晓晴，刘长跃，刘梅全，熊开俊，李彦琴，杨洪，李爽，杨峥，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11