一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于化工技术领域，涉及一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法，由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体30%‑60%、第一引发剂0.05%‑0.15%、第二引发剂0.05%‑0.15%、余量为水；解决了现有降滤失剂不能满足在含有盐、钙环境中，仍能够保持良好的抗温性，还未开发出适合秘鲁浅海区块钻井要求的抗温、耐盐，同时能够稳定井壁，抑制页岩膨胀的降滤失剂的问题，本发明专利技术滤失剂在饱和盐水钻井液以及现场取海盐配制的海水基钻井液中均具有较强的降滤失性，适用于各种密度条件下，尤其是高密度钻井液的降滤失，且具较强的抗硬度性和强抑制性，可有效控制钻井液高温条件下的降滤失性能，提高钻井液的抗高温性和钻井效率，降低钻井液综合成本。

A salt-resistant and high temperature filtrate reducer for seawater-based drilling fluids and its preparation method

The invention belongs to the technical field of chemical industry, and relates to a salt-resistant and high-temperature filtrate reducer for seawater-based drilling fluids and its preparation method. It is made of the following raw materials according to the following mass fractions: polymer monomer 30%60%, first initiator 0.05%0.15%, second initiator 0.05%0.15%, residual water; and solves the problem that the existing filtrate reducer can not meet the requirements of salt and calcium containing environment, but can still retain. The filter loss reducer has good temperature resistance and has not been developed to meet the requirements of drilling in Peru shallow sea area. At the same time, it can stabilize the borehole wall and inhibit the expansion of shale. The filter loss reducer of the invention has strong filtration loss reduction in both saturated brine drilling fluid and seawater-based drilling fluid prepared by in-situ taking sea salt, and is suitable for various density conditions, especially high density drilling fluid. The filtrate loss reduction of drilling fluids with strong hardness resistance and strong inhibition can effectively control the filtrate loss reduction performance of drilling fluids under high temperature conditions, improve the high temperature resistance and drilling efficiency of drilling fluids, and reduce the comprehensive cost of drilling fluids.

【技术实现步骤摘要】
一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法
本专利技术属于化工
，具体涉及一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法。
技术介绍
秘鲁塔拉拉近海区域及邻近的厄瓜多尔瓜亚基尔近海区域地质地貌较为接近，油气储量丰富，目前开发力度较大，但地层极不稳定井下事故频发，据已完钻井数据统计井下事故率高达14％，卡钻事故时有发生。通常高压地层发育有异常高温，目的层温度高达130℃至200℃。为了满足安全钻井要求，同时考虑对海洋环境保护的重要性，海上高温高压钻井液体系主要以水基钻井液体系为主。由于地层温度高，要求钻井液具有良好的抗高温性能，而高温对水基钻井液的影响，通常是通过影响钻井液各组分间的物理化学及化学作用和高温引起钻井液组分的变化而实现的，高温钻井液的影响主要表现在易导致水基钻井液降滤失剂失效，引起滤失大幅上升，从而导致井下复杂事故的发生，制约钻井液在高温环境下的使用，因此提高钻井液抗高温稳定性是亟待解决的问题。此外，该地区地层水矿化度高，要求钻井液抗污染及抗盐抗钙能力强，一般处理剂很难同时具有抗温和抗盐抗钙的要求，因此需要通过使用抗盐、抗高温降滤失剂，提高钻井液高温条件下的稳定性，并在高浓度盐的情况下有效降低滤失。目前，国内外海洋深井超深井钻井液的维护处理中，加入的处理剂种类多，加量大，但是在高盐高温的环境下降率失效果不好，而且钻井液中各组分在高温高压环境下发生复杂的物理化学作用，严重影响钻井液体系的性能及其稳定性。对降滤失剂而言，抗盐抗高温性能的要求也越来越高，需要在含有盐、钙环境中，仍然能够保持良好的抗温性能。因此，开发适合秘鲁浅海区块钻井要求的抗温、耐盐，同时能够稳定井壁，抑制页岩膨胀的降滤失剂是目前研究的重点。该抗盐抗高温降滤失剂的研发成功将有利于川庆公司特色钻井液技术从陆上向海上延伸，为进一步开拓海外海洋钻井钻井液技术服务市场打下良好的基础和技术储备。
技术实现思路
本专利技术提供的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法目的一是克服现有技术中在秘鲁塔拉拉近海区域及邻近的厄瓜多尔瓜亚基尔近海区域，由于地层温度高和地区地层水矿化度高，一般处理剂很难同时具有抗温和抗盐抗钙的要求，无法提高钻井液高温条件下的稳定性，并在高浓度盐的情况下有效降低滤失的问题；目的二是克服现有技术中降滤失剂不能满足在含有盐、钙环境中，仍然能够保持良好的抗温性能，还未开发出适合秘鲁浅海区块钻井要求的抗温、耐盐，同时能够稳定井壁，抑制页岩膨胀的降滤失剂的问题。为此，本专利技术提供了一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体30％-60％、第一引发剂0.05％-0.15％、第二引发剂0.05％-0.15％、余量为水。由如原料按下述质量分数制成：聚合物单体50％、第一引发剂0.10％、第二引发剂0.10％、余量为水。所述聚合物单体由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐制成，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为1-5：5-9：0.5-2。所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为3：7：1。所述第一引发剂为质量浓度为0.1％的过二硫酸铵。所述第二引发剂为质量浓度为0.1％的偏重亚硫酸钠。一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：1)按配方量，先将聚合物单体加入水中，充分搅拌均匀至完全溶解，制得聚合物单体的混合溶液。2)将步骤1)的聚合物单体的混合溶液缓慢升温至90℃；3)在搅拌条件下向步骤2)升温后的混合溶液中缓慢加入第一引发剂，然后匀速加入pH值调节剂调节pH值，当pH为6.5～7.0时，停止加入pH值调节剂，90℃恒温下，均匀搅拌；4)在搅拌条件下向步骤3)pH值调节后的混合溶液中缓慢加入第二引发剂进行聚合反应直至聚合完成；5)使用有机溶剂对步骤4)聚合完成的混合溶液进行过滤洗涤，105℃下烘干即得产品。所述pH值调节剂为质量浓度为2～3％的氢氧化钠溶液。所述聚合反应的时间为5-7小时。所述有机溶剂为丙酮。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂及其制备方法，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺与水解聚丙烯腈铵盐三元共聚物具有很好的降失水效果，其通过竞争吸附、鳌合、屏蔽高价离子、疏水效应及吸附增溶等作用，阻止钻井液滤液进入油层，同时又可使吸附在岩石表面的大分子聚合物完全脱附，并防止聚合物再吸附，其在钻井液中磺酸集团具有抗饱和盐(可抗Cl-含量为91326mg/L，可抗总硬度为8926mg/L)，酰胺集团使其具有很好的水解稳定性，活泼的双键又使其具有聚合性能，腈基具有较好的耐盐和耐温性能(可抗150℃)，NH4+在页岩中具有镶嵌作用，具有一定的抑制防塌效果，且受矿化度、pH值的影响小。该降滤失剂在饱和盐水钻井液以及现场取海盐配制的海水基钻井液中均具有较强的降滤失性，适用于各种密度条件下，尤其是高密度钻井液的降滤失，抗盐抗高温降滤失剂的抗高温能力可达150℃，同时具有较强的抗Ca2+、Mg2+(总硬度)和强抑制性，可直接或配制成胶液加入到钻井液中，可有效控制钻井液高温条件下的降滤失性能，提高钻井液的抗高温性，从而提高钻井效率，降低钻井液综合成本。具体实施方式实施例1：一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体50％、第一引发剂0.10％、第二引发剂0.10％、余量为水。所述聚合物单体由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐制成，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为3：7：1。所述第一引发剂为质量浓度为0.1％的过二硫酸铵。所述第二引发剂为质量浓度为0.1％的偏重亚硫酸钠。一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：1)按配方量，先将50％聚合物单体加入水中，充分搅拌均匀至完全溶解，制得聚合物单体的混合溶液。2)将步骤1)的聚合物单体的混合溶液缓慢升温至90℃；3)在搅拌条件下向步骤2)升温后的混合溶液中缓慢加入第一引发剂，然后匀速加入pH值调节剂调节pH值，当pH为6.8时，停止加入pH值调节剂，90℃恒温下，均匀搅拌；4)在搅拌条件下向步骤3)pH值调节后的混合溶液中缓慢加入第二引发剂进行聚合反应直至聚合完成；5)使用有机溶剂对步骤4)聚合完成的混合溶液进行过滤洗涤，105℃下烘干即得产品。所述pH值调节剂为质量浓度为2.5％的氢氧化钠溶液。所述聚合反应的时间为6小时。所述有机溶剂为丙酮。实施例2：一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体30％、第一引发剂0.05％、第二引发剂0.05％、余量为水。所述聚合物单体由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐制成，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为1：5：2。所述第一引发剂为质量浓度为0.1％的过二硫酸铵。所述第二引发剂为质量浓度为0.1％的偏重亚硫酸钠。一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：1)先将30％聚合物单体加入水中，充分搅拌均匀至完全溶解，制得聚合物单体的混合溶液。2)将步骤1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体30%‑60%、第一引发剂0.05%‑0.15%、第二引发剂0.05%‑0.15%、余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：由如下原料按下述质量分数制成：聚合物单体30%-60%、第一引发剂0.05%-0.15%、第二引发剂0.05%-0.15%、余量为水。2.如权利要求1所述的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：由如原料按下述质量分数制成：聚合物单体50%、第一引发剂0.10%、第二引发剂0.10%、余量为水。3.如权利要求1所述的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：所述聚合物单体由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐制成，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为1-5：5-9：0.5-2。4.如权利要求3所述的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水解聚丙烯腈铵盐的质量比为3：7：1。5.如权利要求1所述的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：所述第一引发剂为质量浓度为0.1%的过二硫酸铵。6.如权利要求1所述的海水基钻井液用抗盐抗高温降滤失剂，其特征在于：所述第二引发剂为质...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宏伟，陈在君，杨斌，张小平，李宝军，曹辉，贾俊，胡恒，崔贵涛，寄晓宁，赵雷，陈龙，苏欢，王勇强，高洁，蒋振伟，王国庆，周雄兵，郭康，雷江，赵向阳，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61