【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抗220℃饱和盐环保型水基钻井液及其制备方法与应用，属于钻井液。
技术介绍
1、我国深部储层(塔里木、四川、渤海湾等)最深超9000m，井底温度180～260℃。超深井具有温度压力高、地质条件复杂(大多存在盐膏层)、同一裸眼井段存在多套压力层系等特点，现阶段，钻井液体系抗温能力普遍低于220℃，且盐会大幅降低钻井液性能，钻探过程中往往由于钻井液失效引发井塌、卡钻、井漏、井喷等重大安全事故，导致钻井成本居高不下，并容易造成储层损害，对深层油气开发造成重大影响。研发一种超高温高盐钻井液技术研究能提高钻井速度、减少井下复杂发生、保持我国深层超深层油气勘探开发战略任务的顺利进行、为未来实施的深地钻探工程奠定技术基础，具有重要经济与社会意义。
2、油基钻井液在高温稳定性、降滤失性、润滑性等方面有着良好的表现，但原料获取难度大、经济成本高昂且严重污染环境等问题是油基钻井液的根本缺陷。常见的三磺体系、聚磺体系等抗高温高盐水基钻井液体系中的磺化褐煤、磺化酚醛树脂等处理剂本身有毒、生物降解性差，且在高温老化后处理剂分解，会释放出毒性恶臭气体，对环境污染严重，难以在对环保要求严格的地区使用。如何在提升钻井液抗温抗盐能力的同时保持环保是不容忽视的问题。
3、中国专利文献cn104559968a公开了一种抗高温水基钻井液及其制备方法，该体系由基浆和高软化点沥青液组成，仅能耐温150℃。中国专利文献cn108641683a公开了一种抗高温高矿化度高密度水基钻井液及其应用，但该体系在220℃饱和盐条件下的高温高压滤
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，尤其是针对目前深部地层水基钻井液耐温、耐高矿化度性能较弱，环保性能较差的问题，本专利技术提供一种抗220℃饱和盐环保型水基钻井液及其制备方法与应用。本专利技术的水基钻井液能够在220℃以上、饱和氯化钠、3％氯化钙条件下保持良好的流变、滤失、封堵防塌的性能。钻井液体系中不包含磺化材料，使用的处理剂抗高温高盐能力强，在高温高盐条件下不分解，环保性能好。
2、本专利技术是通过如下技术方案实现的：
3、一种抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，包括如下重量份的原料组成：水100份、复合土提切剂1-4份、氢氧化钠0.2-0.6份、抗高温抗盐两性离子聚合物3-6份、抗高温抗盐阴离子聚合物2-4份、醇胺抑制剂3-5份、有机-无机杂化微球封堵剂6-10份、强吸附防塌封堵剂2-4份、复合油脂润滑剂3-4份、体系稳定剂0.5-1份。
4、根据本专利技术优选的，所述的复合土提切剂是由膨润土、凹凸棒土、硅藻土、火山石粉和海泡石混合得到。优选的，膨润土、凹凸棒土、硅藻土、火山石粉和海泡石的质量比为1-3：1：0.1-1：0.1-1：0.1-1，优选为2：1：0.5：0.5：0.5。
5、根据本专利技术优选的，所述的抗高温抗盐两性离子聚合物包括如下重量份的原料制备得到：n,n-二甲基丙烯酰胺15-25份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5-15份、水120-140份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10-20份、tpeg-2400(甲基烯丙基聚氧乙烯醚-2400)10-20份、1-乙烯基咪唑5-10份、n,n,n',n'-四甲基乙二胺0.1-1份、过硫酸铵0.1-0.5份、亚硫酸氢钠0.01-0.1份。
6、优选的，所述的抗高温抗盐两性离子聚合物包括如下重量份的原料组成：n,n-二甲基丙烯酰胺20份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10份、水130份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15份、tpeg-2400 15份、1-乙烯基咪唑8份、n,n,n',n'-四甲基乙二胺0.5份、过硫酸铵0.25份、亚硫酸氢钠0.05份。
7、优选的，所述的抗高温抗盐两性离子聚合物的制备方法包括步骤：
8、将n,n-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分分散于水中，使用40-60wt％naoh水溶液调整ph至7-8；加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、tpeg-2400、1-乙烯基咪唑和n,n,n',n'-四甲基乙二胺，充分分散；加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠混合引发剂，经搅拌反应，然后经洗涤、干燥、粉碎得到抗高温抗盐两性离子聚合物。
9、优选的，搅拌反应温度为60-70℃，搅拌反应时间为3-8h，搅拌反应是于氮气或氩气保护下进行。
10、根据本专利技术优选的，所述的抗高温抗盐阴离子聚合物的制备方法包括步骤：
11、(1)将甲醛合次硫酸氢钠溶于去离子水中，加入浓度为30-50wt％的二甲胺水溶液，经搅拌反应，离心取沉淀、干燥得到(二甲胺)甲基磺酸钠；
12、(2)将(二甲胺)甲基磺酸钠溶于乙醇水溶液中得到(二甲胺)甲基磺酸钠溶液；将4-氯甲基苯乙烯溶于无水乙醇中得到4-氯甲基苯乙烯溶液；将(二甲胺)甲基磺酸钠溶液滴加至4-氯甲基苯乙烯溶液中，经搅拌反应，过滤、洗涤、干燥、粉碎得到甜菜碱单体；
13、(3)将n,n-二甲基丙烯酰胺、甜菜碱单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸充分分散于去离子水中，加入引发剂过硫酸钾，经自由基聚合反应，然后经洗涤、干燥、粉碎得到抗高温抗盐阴离子聚合物。
14、优选的，步骤(1)中，甲醛合次硫酸氢钠、去离子水和二甲胺水溶液的质量比为1:3-5:1-3，优选为1:4:2。
15、优选的，步骤(1)中，搅拌反应温度为25-35℃，搅拌反应时间为70-75h。
16、优选的，步骤(2)中，乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为1:1。
17、优选的，步骤(2)中，(二甲胺)甲基磺酸钠、乙醇水溶液、4-氯甲基苯乙烯、无水乙醇的质量比为6-8:90-110:3-8:30-50，优选为7:100:5:40。
18、优选的，步骤(2)中，滴加时间为5-10min；搅拌反应温度为40-50℃，搅拌反应时间为20-30h。
19、根据本专利技术，步骤(2)中，所述甜菜碱单体的制备路线如下所示：
20、
21、优选的，步骤(3)中，n,n-二甲基丙烯酰胺、甜菜碱单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、去离子水中和过硫酸钾的质量比为18-25:6-10:6-10:90-110:0.1-0.3，优选为21:8:8:100:0.15。
22、优选的，步骤(3)中，自由基聚合反应温度为50-70℃，自由基聚合反应时间为4-8小时。
23、根据本专利技术优选的，所述的醇胺抑制剂是由聚醚胺d230、聚醚胺d400、聚乙二醇400、三乙醇胺和五乙烯六胺混合得到。
24、优选的，聚醚胺d23本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，包括如下重量份的原料组成：水100份、复合土提切剂1-4份、氢氧化钠0.2-0.6份、抗高温抗盐两性离子聚合物3-6份、抗高温抗盐阴离子聚合物2-4份、醇胺抑制剂3-5份、有机-无机杂化微球封堵剂6-10份、强吸附防塌封堵剂2-4份、复合油脂润滑剂3-4份、体系稳定剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
3.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，所述的抗高温抗盐两性离子聚合物包括如下重量份的原料制备得到：N,N-二甲基丙烯酰胺15-25份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5-15份、水120-140份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10-20份、TPEG-2400(甲基烯丙基聚氧乙烯醚-2400)10-20份、1-乙烯基咪唑5-10份、N,N,N',N'-四甲基乙二胺0.1-1份、过硫酸铵0.1-0.5份、亚硫酸氢钠0.01-0.1份；
4.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其
5.根据权利要求4所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
6.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，所述的有机-无机杂化微球封堵剂包括如下重量份的原料制备得到：
7.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，所述的强吸附防塌封堵剂包括如下重量份的原料制备得到：甲基丙烯酸5-15份、水100-140份、N-乙烯基吡咯烷酮1-10份、甲基丙烯酸甲酯10-30份、甲基丙烯酸月桂酯1-10份、二乙烯基苯1-5份、引发剂过硫酸钾0.05-0.5份；
8.如权利要求1-7任意一项所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液的制备方法，包括步骤：
9.根据权利要求8所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液的制备方法，其特征在于，所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液的制备方法包括步骤如下：
10.如权利要求1-7任意一项所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液的应用，应用于深层或超深层的钻井过程中。
...【技术特征摘要】
1.一种抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，包括如下重量份的原料组成：水100份、复合土提切剂1-4份、氢氧化钠0.2-0.6份、抗高温抗盐两性离子聚合物3-6份、抗高温抗盐阴离子聚合物2-4份、醇胺抑制剂3-5份、有机-无机杂化微球封堵剂6-10份、强吸附防塌封堵剂2-4份、复合油脂润滑剂3-4份、体系稳定剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
3.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特征在于，所述的抗高温抗盐两性离子聚合物包括如下重量份的原料制备得到：n,n-二甲基丙烯酰胺15-25份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5-15份、水120-140份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10-20份、tpeg-2400(甲基烯丙基聚氧乙烯醚-2400)10-20份、1-乙烯基咪唑5-10份、n,n,n',n'-四甲基乙二胺0.1-1份、过硫酸铵0.1-0.5份、亚硫酸氢钠0.01-0.1份；
4.根据权利要求1所述抗220℃饱和盐环保型水基钻井液，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬平，孙元伟，孙金声，吕开河，刘锋报，王金堂，李美春，张泰丰，徐哲，黄宁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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