钻井液粘度稳定剂主剂制造技术

本发明专利技术公开了一种钻井液粘度稳定剂主剂，其分子式为右式，其中，所述的Ｒ１和Ｒ２为碳、磷或硅，所述Ｄ为钾或钠，所述１≤ｎ１≤５００，１≤ｎ２≤５００。本发明专利技术通过拆散钻井液粘土胶体网架结构、提高粘土胶体颗粒表面亲水性，提高了钻井液中包被剂与粘土胶体粒子在高温下的结合能力，减缓了高温对钻井液粘度影响，抑制了钻屑分散对钻井液的增稠增粘效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于钻井液的粘度稳定剂主剂。
技术介绍
钻井过程中，导致钻井液粘度改变的两大因素是：温度升高与固含量的增加。高温导致钻井液中包被剂发生降解、钻井液包被剂与粘土胶粒结合能力下降，从而导致钻井液粘度下降；固含量增加，导致钻井液过稠，粘度上升，影响钻速并可能出现卡钻等事故。解决前一问题的方法是，加入抗氧剂提高包被剂的高温稳定性或改进分子结构提高包被剂本身的高温稳定性。解决后一问题的方法是，加入粘土水化抑制剂，防止钻屑分散。上述手段仅从提高处理剂性能出发，未充分考虑钻井液中另一重要组份--粘土胶体在两大因素影响下对钻井液粘度的影响。通过提高包被剂的抗温性这一手段仅能缓解高温降粘效应，不能解决钻屑对钻井液粘度影响的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种钻井液粘度稳定剂主剂，在高温与钻屑增加的情况下能够很好地保持钻井液粘度的稳定性。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种钻井液粘度稳定剂主剂，其分子式为：或其中，所述的R1和R2为C(碳)、P(磷)或Si(硅)，所述D为K-->或Na，所述1≤n1≤500，1≤n2≤500。优选地，所述分子式的端基可以是甲基、羟基或甲氧基或羟钠基(-O-Na+)。通过本专利技术配制的稳定剂能够拆散钻井液粘土胶体网架结构，提高粘土胶体颗粒表面亲水性，通过成膜作用能抑制钻屑中劣质土的分散，从而提高了钻井液中包被剂与粘土胶体粒子在高温下的结合能力，减缓了高温对钻井液粘度影响。此外，通过对钻屑表面的吸附成膜，阻止钻屑的分散，拆散钻井液网架结构，降低了钻屑对钻井液粘度影响。通过以上两条途径，实现对钻井液粘度稳定的目的，减少了钻井液粘度调节过程对钻井速度的影响，为高速、安全钻进提供了条件。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细的说明。实施例1制备的稳定剂主剂分子式为：其中，1≤n1≤500。其端基为羟钠基(-O-Na+)。本实施例中，R1为碳原子(C)，R2磷原子(P)，以醋酸、三氯化磷或五氯化磷为起点原料，并按照如下步骤进行制备：步骤a、先将一定量醋酸泵入反应釜，在-10℃～0℃下缓慢滴加三氯化磷(或五氯化磷)，同时启动搅拌机；步骤b、三氯化磷(或五氯化磷)滴加完毕，再搅拌60分钟，至反应完毕；步骤c、缓慢滴加一定量去离子水，升温至70℃～130℃回流反应，尾-->气用水吸收；步骤d、反应完毕用30％氢氧化钠中和至PH值10～12，并用水稀释到使用浓度，降温出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂等就可以制得。通过本实施例制得的稳定剂对膨润土浆有良好降粘效果，可提高钻井液中膨润土与包被剂的高温结合能力，改善钻井液粘度的高温稳定性。如钻井液在90℃热滚16小时，粘度降低20％以上，当加入配制的稳定剂0.2％时(有效量)，其降低率下降到10％以内。实施例2制备分子式为的稳定剂主剂；其中，1≤n1≤500，其端基为羟钠基(-O-Na+)与甲氧基或甲基。本实施例中，R1、R2为硅原子(Si)，以四氯化硅为起点原料，并按照如下步骤进行制备：步骤a、将四氯化硅泵入反应釜；步骤b、将一定量醇类或环氧烷与氢氧化钠溶液泵入滴加罐；步骤c、开启搅拌机，缓慢滴加醇类或环氧烷溶液，回流反应，反应产生的氯化氢气体用水吸收；步骤d、上述反应结束，降温到室温，再缓慢滴加一定量氢氧化钠溶液，使羟钠基与烷氧基或烷基调整到合适比例；步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂等就可以制得。通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井-->液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当有效加量为0.2％，钻屑滚动回收条件为90℃、16小时，与清水进行对比试验，其钻屑滚动回收率大幅提升；如清水回收率为5％时，加入该剂3％后钻屑滚动回收率可达50％以上。当钻井液中加入钻屑量10％，加入该剂0.2％(有效量)泥浆粘度的波动由30％降到10％以内。实施例3制备分子式为的稳定剂主剂，其中，1≤n1≤500。其端基为羟钠基(-O-Na+)。本实施例中，R1、R2为硅原子(Si)与磷原子，以三氯化磷、四甲氧基硅烷为起点原料，并按照如下步骤进行制备：步骤a、将四甲氧基硅烷泵入反应釜；步骤b、将一定量去离子、三氯化磷泵入滴加罐；步骤c、开启搅拌机，缓慢滴加三氯化磷、去离子水，回流反应，反应产生的氯化氢气体用水吸收；步骤d、上述反应结束，降温到室温，再缓慢滴加一定量氢氧化钠溶液；步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂等就可以制得。通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当钻井液中钻屑量10％时，加入该剂0.2％(有效量)泥浆粘度的波动由30％降到10％以内。实施例4制备分子式为：-->的稳定剂主剂其中，1≤n1≤500。其端基为羟钠基(-O-Na+)与甲基。制备工艺是：以乙酰氯、四氯化硅为起点原料，并按照如下步骤进行制备：步骤a将一定量去离子水泵入反应釜；步骤b、将四氯化硅泵入滴加罐，缓慢滴加到反应釜，边滴边撑拌，尾气用水吸收；步骤c上述反应结束，滴加乙酰氯，回流反应；步骤d、上述反应结束，降温到室温，再缓慢滴加一定量氢氧化钠溶液；步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂等就可以制得。通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当有效加量为0.2％，钻屑滚动回收条件为90℃、16小时，与清水进行对比试验，其钻屑滚动回收率大幅提升；如清水回收率为5％时，加入该剂3％后钻屑滚动回收率可达50％以上。当钻井液中加入钻屑量10％，加入该剂0.2％(有效量)泥浆粘度的波动由30％降到10％以内。实施例5制备分子式为的稳定剂主剂其中，1≤n1≤500，其端基为羟钠基(-O-Na+)。制备工艺是：以磷酸、纯碱、氢氧化钠为原料，以过热蒸汽搅拌反应得产品。-->步骤a；将一定量磷酸泵入反应釜；步骤b、将一定量纯碱加入到反应釜，用130℃以上过热蒸汽搅拌反应到PH值为7-8；步骤c、加一定量氢氧化钠中和到PH值10-12；步骤d、将上步反应物料倒入捏合机，在100℃以上加热反应，最合将水蒸发得产品。配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂等就可以制得。通过本实施例制得的稳定剂可有效拆散钻井液的网架结构，提高钻井液的固相容量与抗钻屑污染能力，并可提高钻井液包被剂与粘土的高温结合能力、提高钻井液粘度的高温稳定性。如钻井液在90℃热滚16小时，粘度降低20％以上；当加入配制的稳定剂0.2％时(有效量)，其降低率下降到10％以内。实施例6制备分子式为的稳定剂主剂其中，1≤n2≤500，其端基为烷基或烷氧基或羟钠基(-O-Na+)。本案例稳定剂以四氯化硅、环氧烷、氢氧化钠为起点原料，按以下步骤制备：步骤a、将一定量四氯化硅加入反应釜；步骤b、将环氧烷泵入滴加罐，缓慢滴加到反应釜，边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液粘度稳定剂主剂，其特征在于，其分子式为：＊＊＊　其中，所述的Ｒ１和Ｒ２为碳、磷或硅，所述Ｄ为钠或钾，所述１≤ｎ１≤５００，１≤ｎ２≤５００。

【技术特征摘要】
1、一种钻井液粘度稳定剂主剂，其特征在于，其分子式为：其中，所述的R1和R2为碳、磷或硅，所述D为钠或钾，所述1≤n1≤500...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘代奇，王云庆，赵静，耿铁，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，天津中海油服化学有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]