一种环保水基钻井液用降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环保水基钻井液用降滤失剂及其制备方法。由以下原料制成：硅藻土、淀粉、烯基单体、偶联剂、交联剂、引发剂；以质量份计，硅藻土含量为0.2

【技术实现步骤摘要】
一种环保水基钻井液用降滤失剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种环保水基钻井液用降滤失剂及其制备方法，属于石油钻井领域。

技术介绍

[0002]环保钻井液的研究已经持续了几十年，但其发展却不如人意，尤其是天然高分子材料的改性及其应用尚需进一步研究。在天然高分子材料作为钻井液处理剂的应用中，最关键的问题是抗温性能以及耐用性的提高，现有天然高分子类改性钻井液处理剂的抗温性能一般低于140℃。因此，抗高温天然高分子类改性钻井液处理剂研发显得尤为重要。
[0003]钻井液降滤失剂的主要作用是降低钻井液体系的滤失量，改善钻井液体系的滤失性能，钻井液的滤失性能是钻井液的一项最基本性能，常用常温常压滤失量和高温高压滤失量来描述。钻井过程中，钻井液体系的滤失量越低，其对地层的外来流体污染就越低，相应的，对储层的伤害越低。同时，滤失量的改变会影响钻井液体系的流变性能。因此，钻井液体系滤失量控制需要重点关注。目前，水基钻井液体系中，常用的钻井液降滤失剂有天然高分子改性类、合成聚合物类等，但天然高分子类处理剂抗温性能差，环保性能较好，合成聚合物类处理剂生物降解性能差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种环保水基钻井液用降滤失剂，解决了天然高分子类降滤失剂抗温性能差，对钻井液流变性能影响大，以及聚合物类降滤失剂环保性能差的缺陷。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的环保水基钻井液用降滤失剂通过如下技术方案实现：
[0006]一种环保水基钻井液用降滤失剂，由以下原料制成：硅藻土、淀粉、烯基单体、偶联剂、交联剂、引发剂；
[0007]以质量份计，硅藻土含量为0.2
‑
3.0份，淀粉含量为2
‑
10份，烯基单体含量为0.2
‑
3.0份，偶联剂含量为6.5份，交联剂含量为0.05
‑
1.0份，引发剂含量为0.02
‑
0.25份；
[0008]所述硅藻土可为硅藻土、板状硅藻土、蛋白土、放射虫岩、海绵岩中的一种或两种以上的混合物，优选的，所述硅藻土为纯度>90％的硅藻土；
[0009]所述淀粉可为绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉、荸荠淀粉中的一种或两种及两种以上的混合物；
[0010]所述烯基单体可为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或两种及两种以上的混合物；
[0011]所述偶联剂可为硅烷偶联剂KH
‑
570；
[0012]所述交联剂可为N，N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺；
[0013]所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、硝酸铈铵、偶氮二异丁腈中的一种或两种及两种以上的混合物，优选的，所述引发剂为过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合物，混合物中过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
[0014]上述环保水基钻井液用降滤失剂通过包括如下步骤的方法制备得到：
[0015](1)硅藻土改性
[0016]a)在无水乙醇中加入硅藻土，超声处理，得到悬浮液a；
[0017]b)在试液中加入硅烷偶联剂，调节pH至4，磁力搅拌，得到悬浮液b；
[0018]c)将步骤a)中制得的悬浮液a倒入烧瓶中，搅拌，通入N2，设定温度为75℃；
[0019]d)当悬浮液a温度升至75℃时，加入步骤b)制得的悬浮液b，反应；
[0020]e)将所得产物用乙醇清洗得到一级产物；
[0021](2)降滤失剂制备
[0022]a)取淀粉溶于去离子水中，糊化，冷却至室温；
[0023]b)另一烧杯称取司班60和吐温60，加入到液体石蜡中，加热使其溶解；
[0024]c)将步骤a)和步骤b)溶液混合，升温到一定温度并搅拌1h后，加入一级产物，搅拌10min后加入引发剂的1/3，并反应30min；
[0025]d)加入交联剂、并加入引发剂的1/3，反应10min后，加入pH值已调至9的烯基单体，搅拌10min后加入引发剂的1/3；
[0026]e)反应一定时间，反应结束后，将反应体系离心，收集固体，用乙醇清洗，真空干燥，得到降滤失剂。
[0027]步骤(1)a)中，所述硅藻土为硅藻土、板状硅藻土、蛋白土、放射虫岩、海绵岩中的一种或两种以上混合，优选的，所述硅藻土为纯度>90％的硅藻土，其在反应中的质量份数可为0.2
‑
3.0份；
[0028]步骤(1)a)中，所述无水乙醇的体积可为200
‑
250mL，所述超声处理可在超声波细胞粉碎机中进行；
[0029]步骤(1)b)中，所述试液可为体积比9：1的乙醇与去离子水的混合液；
[0030]所述试液的体积可为10
‑
25mL，所述硅烷偶联剂具体可为KH
‑
570，所述硅烷偶联剂的质量份数为6.5份；
[0031]步骤(1)d)中，反应时间可为1
‑
4h，具体可为3h；
[0032]步骤(2)a)中，所述淀粉为绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉，荸荠淀粉中的一种或两种及两种以上的混合物，所述淀粉在反应中的质量份数可为2
‑
10份；
[0033]步骤(2)a)中所述去离子水的体积可为100mL；
[0034]所述糊化的温度可为65
‑
85℃，具体可为80℃，时间可为10
‑
40min，具体可为30min；
[0035]步骤(2)b)中，司班60的质量份数可为0.5
‑
10份；吐温60的质量份数可为0.5
‑
5份；司班60与吐温60的质量比可为3：1
‑
6：1，具体可为6：1、4:1、5:1或3:1，
[0036]液体石蜡的体积可为150
‑
250mL；
[0037]步骤(2)c)中，一级产物的加量为0.15
‑
1.0质量份，所述反应的温度可为40
‑
65℃，具体可为50℃；
[0038]所述烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或两种及两种以上的混合物，具体可为：丙烯酸和丙烯酸甲酯等质量的混合物；其在反应中的质量份数可为0.2
‑
3.0份；
[0039]所述交联剂为N，N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺，其在反应中的质量份数可为0.05
‑
1.0份；
[0040]所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、硝酸铈铵、偶氮二异丁腈中的一种或两种以上的混合物，优选的，所述引发剂为过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合物，混合物中过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:1；引发剂的加量为0.02
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保水基钻井液用降滤失剂，由以下原料制成：硅藻土、淀粉、烯基单体、偶联剂、交联剂、引发剂；以质量份计，硅藻土含量为0.2
‑
3.0份，淀粉含量为2
‑
10份，烯基单体含量为0.2
‑
3.0份，偶联剂含量为6.5份，交联剂含量为0.05
‑
1.0份，引发剂含量为0.02
‑
0.25份。2.根据权利要求1所述的降滤失剂，其特征在于：所述硅藻土为硅藻土、板状硅藻土、蛋白土、放射虫岩、海绵岩中的一种或两种以上的混合物；所述淀粉为绿豆淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉、荸荠淀粉中的一种或两种及两种以上的混合物；所述烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或两种及两种以上的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
570；所述交联剂为N，N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、硝酸铈铵、偶氮二异丁腈中的一种或两种及两种以上的混合物。3.根据权利要求1或2所述的降滤失剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合物，过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:1。4.制备权利要求1
‑
3中任一项所述的降滤失剂的方法，包括如下步骤：(1)硅藻土改性a)在无水乙醇中加入硅藻土，超声处理，得到悬浮液a；b)在试液中加入硅烷偶联剂，调节pH至4，磁力搅拌，得到悬浮液b；c)将步骤a)中制得的悬浮液a倒入烧瓶中，搅拌，通入N2，设定温度为75℃；d)当悬浮液a温度升至75℃时，加入步骤b)制得的悬浮液b，反应；e)将所得产物用乙醇清洗得到一级产物；(2)降滤失剂制备a)取淀粉溶于去离子水中，糊化，冷却至室温；b)另一烧杯称取司班60和吐温60，加入到液体石蜡中，加热使其溶解；c)将步骤a)和步骤b)溶液混合，升温到一定温度并搅拌1h后，加入一级产物，搅拌10min后加入引发剂的1/3，并反应30min；d)加入交联剂、并加入引发剂的1/3，反应10min后，加入pH值已调至9的烯基单体，搅拌10min后加入引发剂的1/3；e)反应一定时间，反应结束...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢希金，李中，刘书杰，邱正松，范白涛，幸雪松，周国伟，冯桓榰，何松，高健，
申请(专利权)人：中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：