一种钻井粘泥分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井粘泥分散剂及其制备方法，属于粘泥分散技术领域，所述分散剂由剥离剂和分散助剂组成，通过将分散剂加入到钻井液中，分散剂中的剥离剂可以对粘泥进行有效的分散，降低钻井液的粘度，解决了粘泥在掘进系统和循环管道系统中沉积形成堵死，影响钻井作业进程的问题，分散剂中的分散助剂可以降低钻井液的温度，解决高温造成分散剂失效，降低分散效果的问题，可以有效提高钻井效率。可以有效提高钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井粘泥分散剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粘泥分散
，尤其涉及一种钻井粘泥分散剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国能源消费的持续升高，常规的资源已经无法满足日常的需求，因此进行深井钻探显得极为重要，钻井是地质勘探和矿床开发的一个重要环节，通常指勘探或开发石油、天然气等液态和气态矿产而钻凿井眼及大直径供水井的工程，钻井在国民经济建设中的应用极为广泛。
[0003]在钻井时，地下的岩石被钻头破碎成岩屑后，随钻井液流出到地面，在这个过程中，这些岩屑很容易絮凝，造成钻井液稳定性和流变性降低，这是因为岩屑成份主要为伊利石、绿泥石。伊利石是常见的一种黏土矿物，常由白云母﹑钾长石风化而成，并产于泥质岩中，是介于云母和高岭石及蒙脱石间的中间矿物，常是形成其他黏土矿物的中间过渡性矿物。绿泥石主要是中、低温热液作用，浅变质作用和沉积作用的产物，形成于区域变质形成的岩石，这些岩屑具有较强的粘性，在钻探勘挖、钻机掘进等过程中会沉积在掘进系统和循环管道系统中，形成大量粘泥胶团淤积，形成堵死，严重影响深井钻井工程进展，并且随着钻井深度的增加，温度也会越来越高，高温会对钻井液造成高温分散的现象，高温分散使钻井液中粘土颗粒变细、含量增加，从而引起钻井液流变性变差，出现高温稠化，具体表现为高温增粘、固结两种形式，增粘导致钻井液流变性变差，固结使其粘度增加，使粘泥淤积量进一步增多，因此在钻井过程中需要用分散剂对这些粘泥进行分散，增加钻井液流变性，使得钻井作业能够顺利进行，但是普通的分散剂在高温条件下其分散作用大大降低甚至失效，使得分散效果降低，难以在高温环境下运用。
[0004]因此，需要寻找一种钻井粘泥分散剂及其制备方法，解决高温导致分散剂失效，使分散效果降低的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的是提供一种钻井粘泥分散剂及其制备方法，解决高温导致分散剂失效，使分散效果降低的问题。
[0006]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0007]一种钻井粘泥分散剂，所述分散剂由剥离剂和分散助剂组成，所述分散助剂表面包覆有K
‑
卡拉胶凝胶。
[0008]进一步，所述剥离剂包括以下重量份原料：
[0009]10
‑
15份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、5
‑
7份脂肪醇聚氧乙烯醚、3
‑
5份对羟基苯甲酸乙酯、3
‑
7份焦磷酸钠、5
‑
7份8羟基
‑
喹啉柠檬酸盐。
[0010]进一步，所述分散助剂包括以下重量份原料：
[0011]8‑
10份硝酸铵、5
‑
7份硫酸氢铵、7
‑
10份丁二酸铵、60
‑
80份K
‑
卡拉胶、0.2
‑
0.5份氯化钾。
[0012]进一步，所述分散助剂原料中硝酸铵、硫酸氢铵、丁二酸铵为固态。
[0013]一种钻井粘泥分散剂的制备方法，所述分散剂中剥离剂的制备方法如下：
[0014]A、将磺化琥珀酸二辛酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚混合后加入水中溶解后得到混合液A；
[0015]B、将对羟基苯甲酸乙酯加入到75％乙醇中溶解后得到对羟基苯甲酸乙酯混合液；
[0016]C、将焦磷酸钠、8羟基
‑
喹啉柠檬酸盐混合均匀后加入水进行溶解，然后加入混合液A、对羟基苯甲酸乙酯混合液后于700
‑
1000r/min速度下搅拌8
‑
15min后得到剥离剂。
[0017]进一步，所述分散剂中分散助剂的制备方法如下：
[0018]a、将硝酸铵、硫酸氢铵、丁二酸铵放入制粒机中压制成固体颗粒待用；
[0019]b、于K
‑
卡拉胶中加入水混合均匀，加热至80
‑
90℃搅拌3
‑
5min得到K
‑
卡拉胶溶液，于氯化钾中加入水制备成30wt％氯化钾溶液后加入到K
‑
卡拉胶溶液中混合均匀，冷却至40
‑
50℃形成凝胶后加入固体颗粒，搅拌混合均匀使固体颗粒包覆于凝胶中，然后冷藏12
‑
24h后形成凝胶冻，将凝胶冻切成丁后得到分散助剂。
[0020]将分散剂分别制备成剥离剂和分散助剂加入到钻井液中，剥离剂中的磺化琥珀酸二辛酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、对羟基苯甲酸乙酯中的憎水基团会吸附在粘泥颗粒的表面，而其中的亲水基团指向钻井液，在粘泥颗粒表面形成吸附膜，使粘泥颗粒表面因相同电荷相互排斥进而被分散；剥离剂中的焦磷酸钠在钻井液中电离成离子后吸附在粘泥颗粒表面形成双电层结构，提高了粘泥颗粒表面的电荷密度，通过电荷间的相斥作用，克服了粘泥颗粒间的范德华引力，使粘泥颗粒进一步被分散；剥离剂中的8羟基
‑
喹啉柠檬酸盐进入钻进液中，与分散后的粘泥颗粒中的钙离子等形成络合物，随着钻井液流出，防止粘泥之间再次粘结，大大提高了分散效果，但是随着钻井的深度增加，温度也会随之增加进而对分散剂中的物质造成影响降低其分散效果，因此在钻井液中加入了分散助剂，分散助剂可以降低钻井液的温度，防止高温对分散剂的影响，这是因为K
‑
卡拉胶凝胶是热可逆性凝胶，当钻井液的温度随着钻井深度的增加而升高时，K
‑
卡拉胶凝胶开始融化变成溶胶状态，将包覆在其内部的硝酸铵、硫酸氢铵、丁二酸铵释放出来，硝酸铵、硫酸氢铵、丁二酸铵与钻井液接触后，其中的N
‑
H键断裂会吸收周围环境中的热量，进而降低了钻井液的温度，避免了高温对分散剂的影响。
[0021]进一步，所述步骤a中固体颗粒的粒径为0.5
‑
1cm。
[0022]进一步，所述步骤b中冷藏温度为4
‑
10℃。
[0023]进一步，所述步骤b中凝胶丁的体积为0.5
‑
8cm3。
[0024]K
‑
卡拉胶凝胶遇高温时会逐渐融化释放出包覆在其中的硝酸铵、硫酸氢铵、丁二酸铵吸收周围环境中的热量，进而降低钻井液的温度，若将凝胶丁的体积切得过大，会延长其溶解时间，不能及时降低钻井液中的温度，会造成分散剂中的物质受到高温影响而部分失效，降低分散效果，因此需要将凝胶冻切成较小体积的凝胶丁。
[0025]进一步，所述分散剂的使用方法如下：
[0026]按照重量比2：(1
‑
10)的比例称取剥离剂和分散助剂，然后依次加入到钻井液中对粘泥进行分散，所述分散剂与钻井液的重量比为(8
‑
15)：100。
[0027]有益效果：
[0028]1、本专利技术公开的一种钻井粘泥分散剂及其制备方法，可以有效分散粘泥，解决粘
泥在掘进系统和循环管道系统中沉积形成堵死的问题，提高了钻井作业效率。
[0029]2、本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井粘泥分散剂，其特征在于，所述分散剂由剥离剂和分散助剂组成，所述分散助剂表面包覆有K
‑
卡拉胶凝胶。2.根据权利要求1所述的一种钻井粘泥分散剂，其特征在于，所述剥离剂包括以下重量份原料：10
‑
15份磺化琥珀酸二辛酯钠盐、5
‑
7份脂肪醇聚氧乙烯醚、3
‑
5份对羟基苯甲酸乙酯、3
‑
7份焦磷酸钠、5
‑
7份8羟基
‑
喹啉柠檬酸盐。3.根据权利要求1所述的一种钻井粘泥分散剂，其特征在于，所述分散助剂包括以下重量份原料：8
‑
10份硝酸铵、5
‑
7份硫酸氢铵、7
‑
10份丁二酸铵、60
‑
80份K
‑
卡拉胶、0.2
‑
0.5份氯化钾。4.一种钻井粘泥分散剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂中剥离剂的制备方法如下：A、将磺化琥珀酸二辛酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚混合后加入水中溶解后得到混合液A；B、将对羟基苯甲酸乙酯加入到75％乙醇中溶解后得到对羟基苯甲酸乙酯混合液；C、将焦磷酸钠、8羟基
‑
喹啉柠檬酸盐混合均匀后加入水进行溶解，然后加入混合液A、对羟基苯甲酸乙酯混合液后700
‑
1000r/min速度下搅拌8
‑
15min后得到剥离剂。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，王洪波，王强，王建国，
申请(专利权)人：武汉中科长青盾构科技有限公司，
类型：发明
国别省市：