一种高温高密度饱和盐水钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗高温抗盐降滤失剂的制备和一种高温高密度饱和水基钻井液及其制备方法，所述抗高温抗盐降滤失剂由由2

【技术实现步骤摘要】
一种高温高密度饱和盐水钻井液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石油天然气
，尤其涉及一种高温高密度饱和盐水钻井液及其制备方法。

技术介绍

[0002]当前，在浅层油气资源过度开发的背景下，油气勘探开发面临着油气目标复杂、安全环保严格、油气需求锐增的三重压力，我国已将钻探目标从浅层向深层、超深层发展，从浅滩向深水发展，深层、超深层油气勘探开发将会成为我国保障能源安全极为重要的战略布局拓展方向。我国深部储层普遍深度超过5000m，井底温度180～260℃，且大多地区存在大段盐膏层。目前，大庆、南海、四川、塔里木、大港等油田都在实施超深井钻井。因此，性能优异的抗高温高密度饱和盐水钻井液体系是深部盐膏地层钻探成功的关键因素。
[0003]而大量钻井实践表明，高密度饱和盐水钻井液体系在高温下普遍存在流变性能调控难、高温高压滤失量大、固相加重材料沉降等难题。在钻井现场，高密度饱和盐水钻井液容易出现“加重增稠—处理降黏—加重材料沉降(引发井下复杂，同时使钻井液密度降低)—再次加重”的恶性循环，钻井液的流变性能和高温沉降稳定性能难以兼顾。此外，处理剂高温降解失效是导致钻井液的高温高压滤失量增大和流变性能变化的主要原因之一。因此，随着我国油气资源勘探向深部地层挺进，研发出性能优良、高温稳定性突出的高温高密度饱和盐水钻井液体系对深部超高温、高密度、盐膏层、高压盐水层等地层安全、高效钻进有着极其重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种抗高温抗盐降滤失剂及其制备方法和一种兼具抗温能力强、高密度下流变性能好、且抗盐污染能力强等特点的高温高密度饱和盐水钻井液。
[0005]实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种抗高温抗盐降滤失剂，所述抗高温降滤失剂由一种单体组合物共聚而成，所述单体组合物含有2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵。
[0007]在所述单体组合物中，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为1:(0.5～5):(1～4):(1～4)。
[0008]在优选情况下，为了进一步提高抗高温降滤失剂的热稳定性能和抗盐性能，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为1:(2～3.5):(1.5～3):(1.5～3)。
[0009]所述抗高温抗盐降滤失剂分子结构基本组成：
①
通过引入具有优良抗温能力和抗盐钙能力的阴离子聚合反应单体2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠，以增强聚合物的抗温耐盐性；
②
引入非离子N
‑
乙烯基吡咯烷酮单体，该单体侧链上常带有内酰胺基强吸附性基团，并且有一定的极性，易于为粘土粒子所吸附，形成一定的溶剂化膜，从而获
得稳定的胶体，保持钻井液的综合性能；
③
引入具有阳离子基团的二甲基二烯丙基氯化铵，不仅提高了聚合物分子链的刚性，还增强了聚合物在黏土颗粒上的吸附能力，改善钻井液的降滤失性能。
[0010]第二方面，本专利技术提供了所述抗高温降滤失剂的制备方法，该方法包括：在作为溶剂的水和引发剂的存在下，将2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵进行聚合反应。
[0011]本专利技术所述的方法中，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的用量摩尔比可以为1:(0.5～5):(1～4):(1～4)，优选为1:(2～4):(1.5～3):(1.5～3)。
[0012]本专利技术所述的方法中，优选引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸铵的混合物，二者摩尔比为1:1，发剂用量为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的总重量的0.1～1％，优选为0.6％。
[0013]在本专利技术所述的方法中，所述聚合反应的条件可以包括：pH为6.0
‑
8.0，温度为40
‑
60℃，时间为4
‑
8h。为了进一步提高抗高温降滤失剂的热稳定性能和抗盐性能，优选，所述聚合反应的条件包括：pH为7，温度为55℃，时间为6h。
[0014]在本专利技术中，N
‑
乙烯基吡咯烷酮、二甲基二烯丙基氯化铵、对苯乙烯磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸可购自成都化夏化学试剂有限公司；
[0015]亚硫酸氢钠和过硫酸铵可购自成都化夏化学试剂有限公司。
[0016]所述抗高温抗盐降滤失剂的制备步骤如下：
[0017]S1、将2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸溶于去离子水中，用氢氧化钠溶液调节pH为7；
[0018]S2、按照2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的用量摩尔比为1:(2～3.5):(1.5～3):(1.5～3)的比例，依次加入对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌20
‑
40min；
[0019]S3、在氮气保护下，将单体反应液升温至55℃并反应20
‑
40min，然后加入亚硫酸氢钠、过硫酸铵的混合物，反应6h，得到胶液状产物；
[0020]S4、将步骤S3所得产物用无水乙醇与丙酮反复提纯，在100℃下用烘箱烘干12h，粉碎，即得到钻井液用抗高温降滤失剂。
[0021]第三方面，本专利技术提供了一种高温高密度饱和盐水钻井液，包括以重量份计的100份清水、3～5份膨润土、0.1～0.2份碳酸钠、0.5～1.5份本专利技术所述的抗高温抗盐降滤失剂、3～5降滤失剂、3～5降粘剂、1～2份纳米封堵剂、0.5～1份高温保护剂、0.5～0.8份氢氧化钠、30份氯化钠、以及与加重至所需密度相适应的重晶石；其中，
[0022]优选，所述抗高温抗盐降滤失剂由上述制备步骤制成。
[0023]优选，所述降滤失剂为偶联酚醛树脂，购自四川正蓉实业有限公司，牌号为ZR
‑
13。
[0024]优选，所述降粘剂为磺化褐煤，购自成都川锋化学工程有限责任公司，牌号为SMC。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于，由2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵在引发剂引发下聚合共聚而成，其中2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比为1:(2～3.5):(1.5～3):(1.5～3)。2.权利要求1所述的抗高温降滤失剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在作为溶剂的水和引发剂的存在下，将2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵进行聚合反应。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，优选引发剂为亚硫酸氢钠、过硫酸铵的混合物，二者摩尔比为1:1，发剂用量为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的总重量的0.1～1％，优选为0.6％。4.根据权利要求1～3所述的方法，其特征在于，所述抗高温抗盐降滤失剂的制备步骤如下：S1、将2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸溶于去离子水中，用氢氧化钠溶液调节pH为6.0～8.0；S2、按照2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠、N
‑
乙烯基吡咯烷酮和二甲基二烯丙基氯化铵的用量摩尔比为1:(2～3.5):(1.5～3):(1.5～3)的比例，依次加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，胡朝伟，罗平亚，陈新，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：