一种低固相盐水钻井液用环境友好型抗温抗盐封堵降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低固相盐水钻井液用环境友好型抗温抗盐封堵降滤失剂及其制备方法，该封堵降滤失剂的原料组成包括:天然高分子多聚糖、木粉、抗氧化剂、交联剂以及调质剂。根据本发明专利技术制备的封堵降滤失剂具有成膜降滤失和封堵降滤失双重作用，具有一定的自乳化性能、润滑性能、抑制性能和不增粘性能，泥饼质量改善能力及封堵能力强，并具有很好的抗温抗盐降滤失能力，且用一锅法制备而成，生产工艺便捷，性价比高，生产与使用过程中均环境友好，特别适合用于各类低固相盐水钻井液体系。

【技术实现步骤摘要】
一种低固相盐水钻井液用环境友好型抗温抗盐封堵降滤失剂及其制备方法
本专利技术涉及油田水基钻井液用处理剂领域，具体涉及石油钻井中使用的一种低固相盐水钻井液用环境友好型的抗温抗盐封堵降滤失剂及其制备方法。
技术介绍
随着石油工业的发展和石油需求的不断增长，油气勘探开发逐渐向深部地层和海上发展，钻井工程的难度越来越大，日益增加的环境压力对环保型水基钻井液和钻井液处理剂的生物可降解性提出了更高要求。水基钻井液是由水、膨润土、无机和有机处理剂、岩屑和一些矿物材料等组成的复杂高分子悬浮液体系，被称为钻井的“血液”，在油气钻井工程中起着不可或缺的重要作用。降滤失剂作为水基钻井液的重要处理剂之一，起控制滤失量、稳定井壁、在渗透层渗滤面上形成薄韧致密的泥饼等作用，能够有效防止钻井液中的液体向地层中渗滤引起地层粘土矿物膨胀，以致井眼垮塌或伤害油气储层，对保证安全、快速、高效钻井起着重要作用。在钻井液高分子处理剂中，降滤失剂用量最大，且种类繁多。工业应用较多的降滤失剂主要是各类改性天然高分子材料。尽管天然材料作为降滤失剂，价廉易得，但由于天然材料的结构和基团限制，在抗温、抗盐性能方面不能满足需要。抑制防塌剂能有效地抑制页岩水化膨胀和分散，提高钻井液的抑制性能，起到稳定井壁的作用，是水基钻井液体系必不可少的组成部分。常用的小分子防塌剂有小分子的无机盐如氯化钠、氯化钾、硫酸钾，以及小分子的有机盐如甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、有机胺等。最常用的大分子抑制防塌剂如沥青类和腐植酸类。沥青类以石油沥青、焦油沥青、天然岩沥青或植物沥青为原料，将沥青进行一定的加工处理后，可制成钻井液用的沥青类防塌剂，它又可细分为：氧化沥青类、磺化沥青类、乳化沥青类、分散沥青类、天然沥青类和复合改性沥青类等。沥青及其改性产品因具有良好的护壁防塌性能、高温降滤失性能和油气层保护作用，一直被广泛应用于水基钻井液中。腐植酸钾类具有良好的抑制性和抗高温性能，但是抗盐性能严重不足，在盐水钻井液中使用受限。小分子抑制防塌剂常常会使钻井液滤失量大大增加，从而增加了钻井液维护低滤失量的成本。而大分子抑制防塌剂的组分特点决定了其部分成分具有水溶性，部分成分具有水不溶性，因而，在具有抑制防塌作用的同时，这类处理剂也常常具有封堵降滤失的作用，是使用最广泛的性价比比较高的钻井液处理剂。但随着石油勘探开采行业面临的环境保护要求越来越高，以前使用的沥青类防塌剂和褐煤类防塌剂及其他黑色的有潜在污染的深色产品，由于不符合环保要求，而且也常存在荧光干扰地质录井的情况，适用范围受到了严格限制，在有些区域更是禁止使用。市场急需可替代沥青类和腐植酸类大分子抑制防塌降滤失剂的浅色的环境友好的抗温抗盐降滤失剂产品。对天然产物分子进行分子修饰，通过改变基团、侧链结构等手段，期望获得高性价比封堵降滤失剂产品，专家们在这方面开展了大量研究工作。然而，现有天然高分子降滤失剂和防塌剂在实际使用中，仍普遍存在抗温抗盐能力不足的缺陷，并且现有水基钻井液用降滤失剂还常存在增粘、生产工艺繁琐、成本昂贵、大量使用有机溶剂以及生物降解性差的不环保问题等。例如:中国专利公布号CN103013461A提出了一种钻井液用白沥青及其制备方法，是先将石蜡、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、硬脂酸加入到反应釜中反应，后加入聚丙烯酰胺，恒温搅拌；最后均匀加入轻质碳酸钙，恒温搅拌一定时间后出料，喷雾造粒得到白沥青的方法，但该技术所得产品的软化点较低，一般小于60℃，这对于钻遇井底温度较高的探井和开发井时不适用，即抗高温能力不足，并且其抗盐抗钙能力不足。中国专利公布号CN104194743A提出了一种油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用，是将高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇按一定比例在70～105℃下搅拌反应制备一种钻井液用无荧光白沥青防塌剂的方法，具有较好的封堵防塌性能，可有效改善钻井液泥饼质量，无生物毒性，软化点范围较广，可适用于不同井底温度的探井与开发井，但其抗高温抗盐能力不足，对无固相钻井液的封堵降滤失能力尤差，且原料昂贵，产品性价比不高。中国专利公布号CN101602938A提出了一种纤维素基钻井液降滤失剂及制备方法，是利用现有公知工艺与设备制备具有一定抗盐能力的纤维素基降滤失剂的方法，但未提及抗高温性能，以及仍旧不能解决有机溶剂使用量大、产品后处理脱盐等问题。中国专利授权号ZL201510868207.5和ZL201510868061.4分别提出了利用厌氧发酵沼渣制备水基钻井液降滤失剂的淤浆工艺方法和捏合工艺方法，是利用大型沼气工程副产的沼渣、天然植物纤维为原料，先通过碱化剂和交联剂发生碱化反应后，再通过加入醚化剂发生醚化反应，制备出环境友好型降滤失剂的方法，具有一定的抗温抗盐效果，价格低廉，生产与使用过程中均环境友好，但是依然未能解决反应过程中需要使用有机溶剂等问题。中国专利公布号CN103740342A提出了一种抗高温抗盐降滤失剂及其制备方法，是利用植物纤维、腈纶、磺甲基酚醛树脂共水解制备钻井液抗高温降滤失剂的方法，虽然具有较好的抗温抗盐效果，但其加入了大量的合成聚合物，特别是很难降解的酚醛树脂成分，不利于该专利技术产物的生物降解，环境友好性不足，会给使用过程中带来一定的问题，且成本很高。中国专利公布号CN103045188A提出了一种水基钻井液用封堵型降滤失剂及其制备方法，是用聚合物改性氧化沥青、改性剂及辅助降滤失剂等为原料，通过简单的表面改性及干混工艺即可制得一种封堵型降滤失剂，其具有优异的封堵降滤失性能，降低率高达80％，形成致密强韧的泥饼，沥青的高温软化变形特点可及时封堵地层裂缝和裂隙，可根据应用地层特点及井段温度选用适宜产品配方，使用灵活，生产工艺简单，条件温和，生产效率高，成本低廉；但是其反应实质属于粉体材料表面改性，不如溶液法反应的均匀充分，生产受影响的因素比较多，且在生产过程中产生粉尘污染环境；更重要的是使用了黑颜色的聚合物改性沥青原料，使得该专利技术产物亦为黑色，现场使用将受到环保限制。美国专利技术专利USPat.7384892B2提出了利用原短棉绒制备钻井液用封堵降滤失剂CM-RCL的方法，先对短棉绒进行公知工艺的纤维素醚化反应，之后再通过非离子基团或离子基团进行改性处理，以获得其他的优异性能，如提高抗盐性、增加粘度、调节屈服值和凝胶强度等，取得了较好的效果，但是需要对原短棉绒在惰性气体中进行粉碎且要保留原有的纤维素高分子特征结构，再加上短棉绒价钱越来越高，导致该方法的成本越来越高。在降低成本方面，还有一些对纤维素醚、羧甲基淀粉醚以及改性木粉材料等高分子材料的研究，但所得材料是否能够用作封堵抗温抗盐降滤失剂仍是未知数，如，美国专利技术专利USPat.3001884提出了一种制备羧甲基纤维素醚和羧甲基淀粉醚组合物的方法，是先将木质纤维素在酒精水溶液中碱化、部分醚化后，再加入淀粉和补充的醚化剂，继续进行共醚化，反应结束后，脱溶剂、脱盐、烘干、粉碎，制得可用于纺织上浆剂的羧甲基纤维素醚和羧甲基淀粉醚的组合物，能降低该行业羧甲基纤维素醚的使用成本，但是将其用于钻井液降滤失剂，特别是封堵性抗温抗盐降滤失剂的性能，该专利技术并未提及。钻井液的固相含量与钻井速度一般成反比，固相含量越高，往往钻井速度就越低。为了提高钻井速度，现代钻井液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田低固相盐水钻井液用封堵降滤失剂，其特征在于，其原料包括天然高分子多聚糖、木粉、抗氧化剂、溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种油田低固相盐水钻井液用封堵降滤失剂，其特征在于，其原料包括天然高分子多聚糖、木粉、抗氧化剂、溶剂。2.根据权利要求1所述的封堵降滤失剂，其特征在于，所述原料各自的质量配比为：天然高分子多聚糖，20-50份，优选25-45份，木粉，10-40份，优选15-35份，抗氧化剂，0.5-8份，优选1-5份，溶剂，100-500份，优选150-300份。3.根据权利要求2所述的封堵降滤失剂，其特征在于，所述天然高分子多聚糖为玉米淀粉、土豆淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉等中的一种或两种以上组成的组合物，和/或所述木粉为榆木粉、泡花楠木粉、杨木粉等中的一种或两种以上组成的组合物，和/或所述抗氧化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、甲酸钾、甲酸钠等中的一种或两种以上组成的组合物，优选亚硫酸钠，和/或所述溶剂为水。4.根据权利要求1至3之一所述的封堵降滤失剂，其特征在于，其原料还包括交联剂5-20份，所述交联剂为乙二胺、己二胺、多乙烯多胺、尿素、甲醛、硼砂、铬盐、铁盐、锌盐等中的一种或两种以上组成的组合物，优选为己二胺。5.根据权利要求1至4之一所述的封堵降滤失剂，其特征在于，其原料还包括调质剂5-25份，所述调质剂使木粉溶胀，发生交联反应，并且控制反应过程中物料的起泡、膨胀、霉变、减阻、软化点调节等综合性能。6.一种油田低固相盐水钻井液用封堵降滤失剂的制备方法，优选用于制备权利要求1至5任一所述的封堵降滤失剂，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周风山，赵倾城，邹志飞，王清营，宋永涛，温若，谢倩婷，曹永强，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11