【技术实现步骤摘要】
聚合物清洁钻井液体系
[0001]本专利技术涉及一种石油钻井助剂，具体是一种聚合物清洁钻井液体系。本专利技术还涉及所述聚合物清洁钻井液体系的制备方法。
技术介绍
[0002]已有的钻井液体系综合性能一般，有的降滤失性能差，有的抑制性能差，有的润滑性能差，并未完全解决水基钻井液在钻井过程中易造成的井壁失稳问题，给井筒清洁、储层清洁带来了困难，不利于环境保护。
[0003]相关专利文献：CN111574973A公开了一种三保水基钻井液体系，原料：自来水1000份、膨润土40～50份、碳酸钠2～3份、氢氧化钠0.5～1份、包被剂HLBE
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2 3～5份、降滤失剂HLJ
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1 6～8份、降滤失剂HLJ
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6 15～20份、聚阴离子纤维素PAC
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LV 5～7份、高温抗盐降滤失剂HLKY
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2 5～10份、固壁剂HLGB
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3 20～25份、液体润滑剂HLR
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2 20～25份、润滑抑制剂HLRH
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3 20～25份、钻井液用固体润滑剂20～25份、抑制剂HLY
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3 5～10份、KCl 70～80份、凝胶封堵剂HLN
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1 2～2.5份、超细碳酸钙粉末10～15份、加重剂。CN105694829A公开了一种钻进页岩用低摩阻钻井液，该钻井液所用原料的组分及其含量为：自来水900
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1000；钻井液用膨润土30
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚合物清洁钻井液体系，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：自来水1000份、膨润土30～40份、碳酸钠1.5～3份、氢氧化钠0.5～1份、降滤失剂10～15份、固壁剂15～20份、包被剂3～5份、聚阴离子纤维素5～8份、高温抗盐降滤失剂8～10份、润滑抑制剂10～15份、钻井液用固体润滑剂20～25份、固体润滑剂石墨5～10份、KCl 40～50份、凝胶封堵剂2～3份、超细碳酸钙粉末10～15份、加重剂重晶石粉，加重剂用量应满足调节后泥浆密度达到1.20～1.40g/cm3的要求；所述的降滤失剂主要成分是葫芦脲[n]
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胺盐聚合物微球，葫芦脲[n]
‑
胺盐聚合物微球是由下述重量配比的原料制成的：清水100份，葫芦脲[n]10～12份，胺盐20～22份，煤油100～105份，质量分数为10％NaOH水溶液30～32份，乳化剂1.5～1.8份，交联剂5～5.5份；所述葫芦脲[n]为葫芦脲[5]、葫芦脲[6]、葫芦脲[7]中的一种；所述的胺盐为有机胺盐或NH4Cl；所述的胺盐与所述的葫芦脲[n]关系为n＝5时，胺盐为NH4Cl，n＝6时，胺盐为1,4
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二氨基丁烷二盐酸盐、1,5
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二氨基戊烷二盐酸盐中的一种，n＝7时，胺盐为1,1
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
联吡啶鎓盐二氯化物；所述的乳化剂为Tween 80；所述的交联剂为环氧氯丙烷；所述葫芦脲[n]
‑
胺聚合物微球的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜内加入清水100份，缓慢升温至40～45℃，在清水中加入葫芦脲[n]10～12份和胺盐20～22份，以200
‑
300r/min的速度搅拌20～25min，静置4～5h，得到葫芦脲[n]
‑
胺聚合物溶液；
②
将步骤
①
得到的葫芦脲[n]
‑
胺聚合物溶液加入到30～32份10％NaOH水溶液中，搅拌后缓慢滴加交联剂，滴加完后于50～55℃下恒温反应2～2.5h，将反应产物缓慢滴入到含有1.5～1.8份乳化剂的100～105份煤油中，滴加完后升温至90～95℃，在200～250r/min搅拌速度下反应4～5h，即得葫芦脲[n]
‑
胺盐聚合物微球溶液；
③
将步骤
②
得到的葫芦脲[n]
‑
胺盐聚合物微球溶液放于烘箱中，在70～75℃下干燥，所得产物为葫芦脲[n]
‑
胺盐聚合物微球；所述的固壁剂主要成分是对氟苯壳聚糖，对氟苯壳聚糖是由下述质量配比的原料制成的：壳聚糖10份，质量分数为2％乙酸水溶液50份，对氟苯甲醛20份，N,N
‑
二甲基甲酰胺50份，乙醇300份，对氟苯壳聚糖的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜中加入壳聚糖10份，2％乙酸溶液50份，充分搅拌至完全溶解均匀，将20份对氟苯甲醛溶于50份N,N
‑
二甲基甲酰胺中并搅拌均匀；
②
将步骤
①
得到的溶有对氟苯甲醛的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液缓慢滴加至步骤
①
得到的含有壳聚糖的乙酸水溶液中，40℃下搅拌5h，搅拌速度为500r/min，可得到对氟苯壳聚糖溶液；
③
向步骤
②
得到的对氟苯壳聚糖溶液中加入500份乙醇进行沉淀，过滤，干燥，所得产物即为对氟苯壳聚糖；所述的包被剂主要成分是高分子固化树脂，高分子固化树脂是由下述质量配比的原料制成的：清水800份，植物胶120份，催化剂0.5份，引发剂0.2份，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸90份，N，N
‑
二甲基丙烯酰胺30份，4
‑
乙烯基吡啶10份，pH调节剂，其用量应当满足调节后溶液的pH值的要求，滑石粉5份，碳酸钙3份；上述的植物胶为水溶性植物胶田菁胶；催化剂为摩尔浓度是0.1mol/L的硫酸水溶液；引发剂为过硫酸铵
‑
亚硫酸氢钠体系，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量之比为3∶1；pH调节剂为分析纯的氢氧化钠；所述的高分子固化树脂的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜中按上述质量配比加入清水、植物胶，充分搅拌至植物胶完全溶解，再加入催化剂，升温至140℃,反应1.5h,得到中间产物；
②
将步骤
①
所得的中间产物冷却至40℃，按上述质量配比依次加入2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、4
‑
乙烯基吡啶，通入氮气并搅拌20min，加入pH调节剂调节pH值为8,按上述质量配
比加入引发剂，反应3h，出料，过滤，收集滤液；
③
在步骤
②
所得的滤液中按上述质量配比加入滑石粉、碳酸钙，搅拌均匀，在110℃下恒温干燥，球磨，即得高分子固化树脂；所述的高温抗盐降滤失剂主要成分是功能化的纤维素纳米晶体，功能化的纤维素纳米晶体是由下述质量配比的原料制成的：清水100份，纤维素纳米晶体CNC 6份，丙烯酰胺3份，2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸8份，二甲基二烯丙基氯化铵7份，引发剂过硫酸铵0.1份，所述的功能化的纤维素纳米晶体的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜内放入清水，加入纤维素纳米晶体CNC，室温下搅拌使纤维素纳米晶体CNC完全溶解，通入氮气0.5h，加入引发剂过硫酸铵，通入氮气条件下继续搅拌0.5h，升温至65℃；
②
将丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵混合均匀，缓慢加入到由步骤
①
得到的溶液中，继续通入氮气，在65℃下继续搅拌，搅拌时间为3.5h，搅拌速度为300r/min，得到功能化的纤维素纳米凝胶状溶液；
③
将步骤
②
得到的功能化的纤维素纳米凝胶状溶液经无水乙醇洗涤，在85℃下烘干，粉碎，即得粉末状的功能化纤维素纳米晶体；所述的润滑抑制剂主要成分是纳米酯基水合物，纳米酯基水合物是由下述质量配比的原料制成的：去离子水15份，甲基硅酸钾20份，油酸甲酯25份，5号白油10份，7号白油20份，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯6.8份，失水山梨醇单油酸酯3.4份，纳米二氧化硅10份，所述的纳米酯基水合物的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜中依次加入甲基硅酸钾、油酸甲酯、去离子水、5号白油、7号白油、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单油酸酯，使各原料充分混合溶解，得到混合料；
②
然后对混合料进行乳化过程，乳化温度为70℃，乳化时间为2h，乳化过程进行完后得到中间产物；
③
将步骤
②
得到的中间产物降温，在40℃时加入纳米二氧化硅粉，使之充分混匀，降至室温后放料即得纳米酯基水合物；所述的钻井液用固体润滑剂主要成分是聚糖衍生物，聚糖衍生物是由下述质量配比的原料制成的：羟丙基胍胶35份，环氧丙烷4份，氢氧化钠0.1份，十二醇25份，摩尔浓度为0.1mol/L的磷酸水溶液0.1份，7号白油15份，表面活性剂OP
‑
10 3份，消泡剂聚二甲基硅氧烷1份，云母粉15份，乙醇10份，水25份，所述的聚糖衍生物的制备方法包括如下工艺步骤：
①
在反应釜内按上述重量配比加入羟丙基胍胶、氢氧化钠、水，于30℃下连续搅拌30min，加入环氧丙烷，搅拌，回流，反应3h，得到反应液；
②
将步骤
①
得到的反应液升温至45℃，加入磷酸水溶液，缓慢搅拌下加入由乙醇和十二醇组成的混合液，反应8h，得到反应料液；
③
将步骤
②
得到的反应料液冷却至室温，加入7号白油、OP
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10、消泡剂聚二甲基硅氧烷、云母粉，搅拌均匀，干燥，研成粉末，即为钻井液用固体润滑剂聚糖衍生物；所述的凝胶封堵剂主要成分是棉短绒凝胶，棉短绒凝胶的制备方法包含下述工艺步骤：
①
在反应釜中加入30份棉短绒，加入质量分数为3％稀盐酸溶液360份，升温至95℃，恒温2h，冷却，过滤，加入质量分数为2％NaOH溶液调节pH值至中性，得到预处理的棉短绒；
②
在质量分数为6％NaOH和4％尿素的混合液500份中加入由步骤
①
得到的棉短绒，室温下搅拌，搅拌速度是200r/min，搅拌时间为10min，冷冻放置12h，解冻，搅拌30min，加入环氧氯丙烷10份，室温下继续搅拌30min，搅拌速度为200r/min，得到凝胶预聚体，
③
将步骤
②
得到的凝胶预聚体在60℃下烘干5h，即可得到棉短绒凝胶；所述的聚合物清洁钻井液体系的制备方法包括下述工艺步骤：
①
在搅拌器中加入自来水1000份，加入碳酸钠1.5～3份、氢氧化钠0.5～1份，以800r/min速度搅拌20min，缓慢加入膨润土30～40份，继续搅拌30min，密闭养护24h，得到预水化基浆；
②
【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫国，
申请(专利权)人：石家庄华莱鼎盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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