一种氯化钾聚合物钻井液制造技术

本发明专利技术公开了一种氯化钾聚合物钻井液，包括1‑4％的膨润土、0.3‑0.5％氢氧化钠、5‑30％的氯化钾、0‑20％的氯化钠、1‑4％的多效降滤失剂、2‑4％的封堵剂、0.5‑2％的润滑剂、20‑200％的惰性加重剂；所述的多效降滤失剂为氧化石墨和海泡石与有机酸单体和非离子单体在引发剂的作用下聚合而成；该氯化钾聚合物钻井液具有抗高温、良流变、低滤失、良润滑、强抑制的特点，可维持井壁稳定和防止钻头泥包，适用于复杂地层的钻进。

【技术实现步骤摘要】
一种氯化钾聚合物钻井液
本专利技术涉及石油天然气领域，具体地涉及一种氯化钾聚合物钻井液。
技术介绍
随着世界能源需求增加和钻探技术发展，当前全球油气勘探开发正从常规油气藏向低渗透、非常规发展，从陆地向海洋发展，从浅层向深层、超深层发展，油气勘探开发难度不断增大，面临越来越多的技术挑战。如何“安全、快速、环保、高效”地钻进，最大限度地降低钻井成本成为钻井技术的发展方向，同时逐渐形成的“钻井完井液系统工程技术”的观念，标志着钻井完井液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段。钻井液是钻井的血液，是关系钻井尤其是深井钻井成败及质量好坏的决定因素。高性能水基钻井液技术一直被认为是钻井液技术乃至于钻井水平高低的重要标志。开发钻井液处理剂和性能优良的钻井液体系，是当前复杂地质条件下钻井面临的首要问题。在新形势下，钻井工程对钻井液技术提出了更高、更全面的要求，传统的水基钻井液性能有待全面改进提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氯化钾聚合物钻井液，该钻井液具有抗高温、良流变、低滤失、良润滑、强抑制的特点。本专利技术通过如下技术方案实现：一种氯化钾聚合物钻井液，包括1-4％的膨润土、0.3-0.5％氢氧化钠、5-30％的氯化钾、0-20％的氯化钠、1-4％的多效降滤失剂、2-4％的封堵剂、0.5-2％的润滑剂、20-200％的惰性加重剂和水，以上各组分的含量以水的质量计。所述的多效降滤失剂由包括下述质量份的原料制成的：所述氧化石墨和海泡石分别经过有机酸单体预处理，再与非离子单体共聚制得所述多效降滤失剂。所述的海泡石目数为300-1000目，优选为500-800目。所述的有机酸单体选自下述任意一种或两种以上的混合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧丁磺酸、2-丙烯酰胺-2-苯基乙磺酸和2-丙烯酰胺十二烷基磺酸。所述的非离子单体选自下述任意一种或两种以上的混合物：丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺和丙烯腈。所述的多效降滤失剂采用如下方法制得：(1)边搅拌边将所述的氧化石墨缓慢加入至去离子水中，并超声分散1小时，而后加入有机酸单体，搅拌，得到溶液A；(2)在高速搅拌的条件下，将所述的海泡石缓慢加入至去离子水中，高速搅拌，而后加入有机酸单体，高速搅拌，得到溶液B；(3)将溶液B加入至溶液A中，搅拌1小时，而后加入非离子单体，搅拌；(4)加入适量的NaOH，调节水溶液pH值至9-11；(5)加热至60-70℃，氮气保护下，缓慢加入引发剂，反应4-6小时，得到胶液；(6)烘干、粉碎，得到所述的氯化钾聚合物钻井液用多效降滤失剂；所述多效降滤失剂各组分原料的质量份如下：所述的引发剂选自下述任意一种或两种以上的混合物：过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒二盐酸盐。由于采用有机酸对氧化石墨和海泡石表面进行了预处理，因此，相比于常规的物理混拌，氧化石墨和海泡石在所述的多效降滤失剂分子链中分布的更为均匀；而相比于单一的氧化石墨/聚合物产品和海泡石/聚合物产品，所述的多效降滤失剂利用有机酸和非离子单体实现了氧化石墨和海泡石的有机结合，纳米尺寸的氧化石墨和微米尺寸的海泡石可实现多维度封堵，与聚合物分子链共同形成的立体网状结构实现了“协同增效”和“架桥封堵”。一方面，聚合物分子链在钻井液中可起到护胶的作用，分散粘土颗粒使泥饼更为致密，降低滤失量；另一方面，在形成泥饼过程中，纳米尺寸的层状氧化石墨、微米尺寸的海泡石纤维可在泥饼孔隙中架桥，而聚合物分子链则楔入间隙中，进一步堵塞滤饼微孔隙，降低滤失量；同时，所述的多效降滤失剂中的纳米级层状氧化石墨可增大分子链的自由体积，起到润滑和降粘的效果，达到“一剂多效”的目的。所述的封堵剂为磺化沥青、氧化沥青、天然沥青、乳化沥青中的至少一种。所述的润滑剂为矿物油、植物油、聚合醇、塑料小球、玻璃微珠、石墨中的至少一种。所述的惰性加重剂为细目钙、重晶石、铁矿粉中的至少一种。本专利技术的有益效果为该氯化钾聚合物钻井液采用的多效降滤失剂具有降滤失、封堵、润滑多种功效，可减小封堵剂和润滑剂的使用，和传统的氯化钾聚合物钻井液相比，钻井液体系配方得到简化；由于多效降滤失剂具有良好的抗温、润滑性能和较低的粘度效应，因此本专利技术钻井液具有抗高温、良流变、低滤失、良润滑、强抑制的特点，适用于复杂地层的钻进。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。下述各实施例中，钻井液各组分含量均以水的质量计，多效降滤失剂合成方法中所述份均为质量份数。所述反应物如无特别说明均能从公开商业途径而得。实施例1本专利技术提供的一种氯化钾聚合物钻井液，包括水以及以水的质量计的1％的膨润土、0.3％氢氧化钠、5％的氯化钾、20％的氯化钠、1％的多效降滤失剂、3％的磺化沥青、1％的白油以及100％的重晶石粉和水，以上各组分的含量以水的质量计。所述多效降滤失剂的制备方法如下：在装有机械搅拌器的四口瓶中加入30份去离子水，而后边搅拌边缓慢加入1份氧化石墨，500W功率下超声分散1小时，而后加入5份丙烯酸，并搅拌2小时，得到A；在高搅杯中加入35份去离子水，而后在11000rpm转速下，缓慢加入1份500目的海泡石，并继续高速搅拌1小时，而后加入5份丙烯酸，搅拌2小时，得到B；将B加入A中，并搅拌1小时；加入13份丙烯酰胺，搅拌1小时；加入适量的NaOH，调节水溶液pH值至9；加热至60℃，氮气保护下，缓慢加入0.05份过硫酸铵，反应4小时，得到胶液；烘干、粉碎，得到多效降滤失剂。实施例2本专利技术提供的一种氯化钾聚合物钻井液，包括水以及以水的质量计的3％的膨润土、0.5％氢氧化钠、30％的氯化钾、3％的多效降滤失剂、4％的氧化沥青、2％的聚合醇、10％的细目钙和20％的重晶石粉。所述多效降滤失剂的制备方法如下：在装有机械搅拌器的四口瓶中加入38份去离子水，而后边搅拌边缓慢加入5份氧化石墨，500W功率下超声分散1小时，而后加入9份甲基丙烯酸，并搅拌2小时，得到溶液A；在高搅杯中加入39份去离子水，而后在11000rpm转速下，缓慢加入5份500目的海泡石，并继续高速搅拌1小时，而后加入9份甲基丙烯酸，搅拌1小时，得到溶液B；将溶液B加入溶液A中，并搅拌1小时；加入5份N,N-二甲基丙烯酰胺，搅拌1小时；加入适量的NaOH，调节水溶液pH值至11；加热至60℃，氮气保护下，缓慢加入1份过硫酸铵，反应4小时，得到胶液；烘干、粉碎，得到多效降滤失剂。实施例3本专利技术提供的一种氯化钾聚合物钻井液，包括水以及以水的质量计的4％的膨润土、0.5％氢氧化钠、10％的氯化钾、4％的多效降滤失剂、1％的磺化沥青、1％的聚合醇、100％的重晶石粉和100％铁矿粉。所述多效降滤失剂的制备方法如下：在装有机械搅拌器的四口瓶中加入32份去离子水，而后边搅拌边缓慢加入5份氧化石墨，500W功率下超声分散1小时，而后加入7份马来酸，并搅拌1小时，得到溶液A；在高搅杯中加入30份去离子水，而后在11000rpm转速下，缓慢加入4份700目的海泡石，并继续高速搅拌1小时，而后加入7份马来酸，搅拌1小时，得到溶液B；将溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯化钾聚合物钻井液，包括1‑4％的膨润土、0.3‑0.5％氢氧化钠、5‑30％的氯化钾、0‑20％的氯化钠、1‑4％的多效降滤失剂、2‑4％的封堵剂、0.5‑2％的润滑剂、20‑200％的惰性加重剂和水，以上各组分的含量以水的质量计，其特征在于：所述的多效降滤失剂由包括下述质量份的原料制成的：

【技术特征摘要】
1.一种氯化钾聚合物钻井液，包括1-4％的膨润土、0.3-0.5％氢氧化钠、5-30％的氯化钾、0-20％的氯化钠、1-4％的多效降滤失剂、2-4％的封堵剂、0.5-2％的润滑剂、20-200％的惰性加重剂和水，以上各组分的含量以水的质量计，其特征在于：所述的多效降滤失剂由包括下述质量份的原料制成的：所述氧化石墨和海泡石分别经过有机酸单体预处理，再与非离子单体共聚制得所述多效降滤失剂。2.根据权利要求1所述的氯化钾聚合物钻井液，其特征在于，所述的封堵剂为磺化沥青、氧化沥青、天然沥青、乳化沥青中的至少一种。3.根据权利要求1所述的氯化钾聚合物钻井液，其特征在于，所述的润滑剂为矿物油、植物油、聚合醇、塑料小球、玻璃微珠、石墨中的至少一种。4.根据权利要求1所述的氯化钾聚合物钻井液，其特征在于，所述的惰性加重剂为细目钙、重晶石、铁矿粉中的至少一种。5.根据权利要求1所述的氯化钾聚合物钻井液，其特征在于，所述的海泡石目数为300-1000目，优选为500-800目。6.根据权利要求1所述的氯化钾聚合物钻井液，其特征在于，所述的有机酸单体选自下述任意一种或两种以上的混合物：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、2-丙烯酰胺-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊磊，李文娟，张坤，张向明，冯超，舒儒宏，徐浩然，田增艳，杨贺卫，郭立华，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12