一种钻井液用降粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钻井液用降粘剂及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：将反应单体和醚类稀释剂加入水中混匀，通氮后分阶段加入第一还原剂引发反应，得到第一反应溶液；将反应单体和温度稳定剂加入至所述第一反应溶液中混匀，并将第二氧化剂加入至所述第二混合溶液中，通氮后经第二还原剂引发反应，得到第二反应溶液；之后将交联剂、表面改性剂、表观粘度剂和消泡剂加入加入至所述第二反应溶液中，通氮后反应得到所述钻井液用降粘剂。本发明专利技术中制备得到的钻井液用降粘剂在降粘效果好的基础之上，同时兼具优异的抗温和抗剪切性能，能够满足现有深井的高温环境。满足现有深井的高温环境。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用降粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钻井助剂
，特别涉及一种钻井液用降粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在各种钻井液处理剂中，降粘剂起十分关键的作用，其能够直接降低泥浆的粘度、改变钻井液的流变性能；近年来，随着浅层油藏含量的减少与能源需求量的增加，国内外油田致力于向深井、超深井钻探，一般深部地层井底温度较高，普遍均在200℃以上；如胜利油田钻探8000多米的超深井，井底温度超过220℃，大庆油田松辽盆地北部钻探4000～6000m的深井，井底温度在180～240℃之间，新疆油田计划在克拉玛依莫索湾背斜上钻莫深1井，该井设计井深7380m，预计井底温度超过200℃。
[0003]目前，常用的降粘剂主要为天然材料改性后的产品(如丹宁、栲胶、木质素等改性)或低分子量的聚丙烯酰胺产品；它们均存在降粘效果差，一般需要添加较多的含量才能起到降粘效果，但降粘剂加入量过多会明显削弱钻井液的包被、滤失等其他性能，并且现有的降粘剂产品还存在耐温温度低于200℃和抗剪切性能差的缺点，因此，为了解决现有降粘剂性能与深井环境的矛盾，针对现有降粘剂产品出现的不足，需要开发一种降粘效果好，同时兼具优异的抗温抗剪切性能，能够满足深井环境的降粘剂，这对钻井液的应用和研究具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种钻井液用降粘剂及其制备方法，制备得到的钻井液用降粘剂在降粘效果好的基础之上，同时兼具优异的抗温和抗剪切性能，能够满足现有深井的高温环境。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种钻井液用降粘剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0006](1)将反应单体和醚类稀释剂加入水中混匀，得到第一混合溶液，将第一氧化剂、金属络合剂、分子量调节剂加入所述第一混合溶液中混匀，通氮后分阶段加入第一还原剂进行反应，得到第一反应溶液；
[0007](2)将反应单体和温度稳定剂加入所述第一反应溶液中混匀，得到第二混合溶液，并将第二氧化剂加入所述第二混合溶液中，通氮后加入第二还原剂进行反应，得到第二反应溶液；所述第二氧化剂为过氧类和/或偶氮类；
[0008](3)将交联剂、表面改性剂、表观粘度剂和消泡剂加入有机溶剂中混匀，将混匀后的溶液加入至所述第二反应溶液中，通氮后反应得到所述钻井液用降粘剂；
[0009]在步骤(1)和步骤(2)中，所述反应单体包括丙烯酰胺类单体、双羧酸类单体、抗剪切剂、抗温剂和阳离子单体。
[0010]优选地，在步骤(1)中，所述第一混合溶液的混合温度为10～12℃；所述第一混合溶液的pH为6.3～6.5；
[0011]在步骤(1)中，在反应时，依次在第一温度、第二温度和第三温度下加入所述第一还原剂；其中，所述第一温度为20～22℃，反应时间为1～2h；所述第二温度为28～30℃，反应时间为1～2h；所述第三温度为35～38℃，反应时间为1～2h；
[0012]在步骤(2)中，所述第二混合溶液的混合温度为20～22℃；所述第二混合溶液的pH为6.6～6.8；所述反应的温度为48～50℃，所述反应的时间为1～2h；
[0013]优选地，在步骤(3)中，引发反应时，所述反应的温度为60～70℃，所述反应的时间为2～5h。
[0014]优选地，所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N
‑
二乙基
‑2‑
丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或N
‑
乙基丙烯酰胺中的至少一种；
[0015]所述抗剪切剂带有苯环和/或五元杂环刚性基团；更为优选地，所述双羧酸类单体为4,4'
‑
二苯乙烯二羧酸、衣康酸、马来酸酐、丁炔二酸、富马酸或吡啶
‑
2,3
‑
二羧酸中的至少一种；
[0016]所述抗温剂为磺酸盐类抗温剂；更为优选地，所述抗剪切剂为4
‑
乙烯基苯甲酸、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、1
‑
烯丙基
‑4‑
甲苯或2
‑
羟基
‑5‑
硝基苯乙酮中的至少一种。
[0017]优选地，所述抗温剂为磺酸盐类抗温剂；更为优选地，所述抗温剂为烯丙基磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠中的至少一种。
[0018]优选地，在步骤(1)中，所述阳离子单体为季铵盐类阳离子单体；更为优选地，所述季铵盐类阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种；
[0019]所述稀释剂为醚类稀释剂；更为优选地，所述醚类稀释剂为十二烷基聚乙二醇醚、聚乙二醇(20)十六醚或壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种；
[0020]所述第一氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯或过氧化氢叔丁基异丙苯至少一种；
[0021]所述金属络合剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四甲叉磷、氮川三乙酸、二乙撑三胺五乙酸或乙二胺四乙酸中的至少一种；
[0022]所述分子量调节剂为甲酸钠、次磷酸钠或正十二烷基硫醇中的至少一种。
[0023]优选地，在步骤(1)中，所述第一还原剂为焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾或硫代硫酸钠中的至少一种。
[0024]优选地，在步骤(2)中，所述温度稳定剂为季戊四醇、α
‑
萘硫脲、乙二醇二甲醚或醋酸钠至少一种；
[0025]所述第二氧化剂为偶氮二异丁基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基眯二盐酸盐或过氧化十二酰中的至少一种。
[0026]优选地，在步骤(2)中，所述第二还原剂为二氧化硫脲、连二亚硫酸锌或甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。
[0027]优选地，在步骤(3)中，所述交联剂为N
‑
羟甲基丙烯酰胺、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3
‑
N
‑
三羟甲基甲胺
‑2‑
羟基丙磺酸钠或1,4
‑
丁二醇二丙烯酸酯中的至少一种；
[0028]所述表面改性剂为甲基月桂酰基牛磺酸、1
‑
羟基乙磺酸单钠盐、甲醛亚硫酸氢钠或4
‑
氨基
‑1‑
萘磺酸中的至少一种；
[0029]所述表观粘度剂为十二烷基羧甲基钠型咪唑啉醋酸盐、十二烷基二甲基甜菜碱或油酰胺丙基甜菜碱至少一种；
[0030]所述消泡剂为聚氧乙基聚氧丙基甘油醚、二甲基硅油或聚氧化丙烯丙三醇醚中的至少一种。
[0031]优选地，在步骤(3)中，所述混合溶液的溶剂为甲醇、乙醇或乙二醇中的至少一种。
[0032]优选地，在步骤(1)中，制备所述钻井液用降粘剂时，所述第一混合溶液中各原料组分的添加量如下：水42.21～51.65％、丙烯酰胺类单体1.8～4.7％、双羧酸根类单体9.9～12.4％、抗剪切剂0.3～1.1％、磺酸盐类抗温剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将反应单体和醚类稀释剂加入水中混匀，得到第一混合溶液，将第一氧化剂、金属络合剂、分子量调节剂加入至所述第一混合溶液中混匀，通氮后分阶段加入第一还原剂进行反应，得到第一反应溶液；(2)将反应单体和温度稳定剂加入所述第一反应溶液中混匀，得到第二混合溶液，并将第二氧化剂加入所述第二混合溶液中，通氮后加入第二还原剂进行反应，得到第二反应溶液；(3)将交联剂、表面改性剂、表观粘度剂和消泡剂加入有机溶剂中混匀，将混匀后的溶液加入至所述第二反应溶液中，通氮后反应得到所述钻井液用降粘剂；在步骤(1)和步骤(2)中，所述反应单体包括丙烯酰胺类单体、双羧酸类单体、抗剪切剂、抗温剂和阳离子单体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，：在步骤(1)中，所述第一混合溶液的混合温度为10～12℃；所述第一混合溶液的pH为6.3～6.5；在步骤(1)中，在反应时，依次在第一温度、第二温度和第三温度下加入所述第一还原剂；其中，所述第一温度为20～22℃，反应时间为1～2h；所述第二温度为28～30℃，反应时间为1～2h；所述第三温度为35～38℃，反应时间为1～2h；在步骤(2)中，所述第二混合溶液的混合温度为20～22℃；所述第二混合溶液的pH为6.6～6.8；所述反应的温度为48～50℃，所述反应的时间为1～2h；和/或在步骤(3)中，所述反应的温度为60～70℃，所述反应的时间为2～5h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N
‑
二乙基
‑2‑
丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或N
‑
乙基丙烯酰胺中的至少一种；所述双羧酸类单体为4,4'
‑
二苯乙烯二羧酸、衣康酸、马来酸酐、丁炔二酸、富马酸或吡啶
‑
2,3
‑
二羧酸中的至少一种；所述抗剪切剂带有苯环和/或五元杂环刚性基团；优选地，所述抗剪切剂为4
‑
乙烯基苯甲酸、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、1
‑
烯丙基
‑4‑
甲苯或2
‑
羟基
‑5‑
硝基苯乙酮中的至少一种；和/或所述抗温剂为磺酸盐类抗温剂；优选地，所述抗温剂为烯丙基磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述阳离子单体为季铵盐类阳离子单体；优选地，所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种；所述稀释剂为醚类稀释剂；优选地，所述稀释剂为十二烷基聚乙二醇醚、聚乙二醇(20)十六醚或壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种；所述第一氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯或过氧化氢叔丁基异丙苯至少一种；所述金属络合剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四甲叉磷、氮川三乙酸、二乙撑三胺五乙酸或乙二胺四乙酸中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，郭奇，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：