本發(fā)明涉及一種鉆井液、修井液用抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑的制備方法，屬于鉆完井液技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在鉆井過(guò)程中，由于壓差的作用，鉆井液中的水分不可避免地通過(guò)井壁濾失到地層中，造成鉆井液失水。隨著水分進(jìn)入地層，鉆井液中粘土顆粒便附著在井壁上形成“濾餅”，形成一個(gè)濾餅井壁。由于濾餅井壁比原來(lái)的井壁致密得多，所以它一方面阻止了鉆井液的進(jìn)一步失水，一方面起到了保護(hù)井壁的作用。但是在濾餅井壁形成的過(guò)程中，濾失的水分過(guò)多，濾餅過(guò)厚，細(xì)粘土顆粒隨水分進(jìn)入地層等都會(huì)影響正常鉆井，并對(duì)地層造成傷害。

在環(huán)境要求較高地區(qū)(例如：缺少淡水、地層水含鹽量高、地層溫度相對(duì)較高、廢泥漿處理困難、環(huán)境監(jiān)控較嚴(yán)格等)進(jìn)行鉆井、修井，所需要的材料具有特殊的要求：環(huán)保、抗溫、抗鹽等，目前常用的鉆井用環(huán)保降濾失劑中有多種，例如：改性纖維素類(羥甲基纖維素鈉鹽、聚陰離子纖維素)、改性淀粉類(預(yù)凝膠淀粉、羧甲基淀粉、羥乙基淀粉等)通用性好，降濾失效果好，耐鹽強(qiáng)，但耐溫低在120℃以內(nèi)，且部分降濾失劑抗高價(jià)離子能力較差。因此提出抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑，具有環(huán)保、抗溫能力強(qiáng)，對(duì)配液水質(zhì)要求低等特點(diǎn)，滿足對(duì)環(huán)境要求較高的地區(qū)鉆井及修井作業(yè)需求的降濾失劑是目前研究的重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：解決環(huán)境要求較高的地區(qū)的鉆井、修井過(guò)程中使用的降濾失劑需求，此降濾失劑具有環(huán)保、抗溫、抗鹽能力強(qiáng)，對(duì)配液水質(zhì)要求低等特點(diǎn)，滿足對(duì)環(huán)境要求較高的地區(qū)鉆井及修井作業(yè)需求，增強(qiáng)油氣層保護(hù)效果，減少油氣層污染。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑的制備方法；在15～40℃條件下，在反應(yīng)容器中加入水、丙烯酸，開啟攪拌，加入丙烯酰胺、氯乙酸鈉充分?jǐn)嚢枞芙猓捎脷溲趸锖吞妓猁}共同調(diào)節(jié)ph5～7，加入淀粉攪拌均勻，加入氧化劑與還原劑引發(fā)聚合，反應(yīng)得到聚合物，冷卻后進(jìn)行粉碎得到一定細(xì)度的抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑；

各組份及百分含量為：

以上物料為反應(yīng)物質(zhì)，其比例總和為100％；

水的加入量為反應(yīng)物質(zhì)總質(zhì)量的8％～12％，氧化劑為反應(yīng)物質(zhì)總質(zhì)量0.15％～0.2％，還原劑為反應(yīng)物質(zhì)總質(zhì)量0.15％～0.2％。

所述的氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或兩種混合物。

所述的碳酸鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的一種或多種混合物。

所述的淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉中的一種或多種按任意比例的混合物。

所述的氧化劑為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨中的一種或兩種按任意比例的混合物。

所述的還原劑為亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫銨中的一種或兩種按任意比例的混合物。

所述粉碎物料≤20目。

本發(fā)明的抗高溫有機(jī)有機(jī)降濾失劑及制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)采用丙烯酸、丙烯酰胺、氯乙酸鈉、淀粉等多種有機(jī)材料進(jìn)行聚合而成，無(wú)毒、無(wú)味；

2)此抗溫抗鹽降濾失劑可以溶解于淡水、海水、地層水中，抗鹽性能；

3)此抗溫抗鹽降濾失劑具有良好的抗溫能力，且適用溫度范圍較寬；

4)此抗溫抗鹽降濾失劑對(duì)泥漿的粘度影響較?。?/p>

5)此抗溫抗鹽降濾失劑采用爆聚方生產(chǎn)工藝法進(jìn)行聚合，工藝簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)；

6)此抗溫抗鹽降濾失劑相對(duì)改性淀粉、改性纖維素等環(huán)保降濾失劑抗溫能力強(qiáng)。

此抗溫抗鹽降濾失劑配制的泥漿流體具有良好的降失水性、抑制性、較高的耐溫性，可廣泛應(yīng)用于石油鉆井、修井，特別是鹽水井和海洋石油鉆、修井。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替代或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

為了更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

每個(gè)實(shí)例反應(yīng)物質(zhì)比例的總和為100％，其質(zhì)量為100g：

氧化劑(以過(guò)硫酸銨為例)0.15％～0.2％，在反應(yīng)中配制成10％水溶液加入；

還原劑(以亞硫酸氫鈉為例)0.15％～0.2％，在反應(yīng)中配制成10％水溶液加入；

水8％～12％，其分成兩部分計(jì)算加入：其一在反應(yīng)物質(zhì)加入前加入，其二配制氧化劑與還原劑使用。

表1實(shí)施例方案數(shù)據(jù)表

備注：在實(shí)施例過(guò)程中為使氧化劑與還原劑均勻加入，分別與水按照質(zhì)量比配制成10％的水溶液(m氧化劑:m水＝10：90，m還原劑:m水＝10：90)；水分成兩部分計(jì)算加入①在反應(yīng)物質(zhì)加入前加入，②其二配制氧化劑與還原劑使用。

實(shí)施例1：在27.5℃條件下加入8.4g水，20g丙烯酸、28g丙烯酰胺開啟攪拌，加入12g氯乙酸鈉，充分溶解后加入5g氫氧化鈉和5g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至6，加入30g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉2.0ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨2.0ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例2：在35℃條件下加入6.85g水，25g丙烯酸、27g丙烯酰胺開啟攪拌，加入10g氯乙酸鈉，充分溶解后加入6.5g氫氧化鈉和6.5g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至6.5，加入25g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.75ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.75ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例3：在30℃條件下加入5.12g水，30g丙烯酸、26g丙烯酰胺開啟攪拌，加入8g氯乙酸鈉，充分溶解后加入8g氫氧化鈉和8g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至7，加入20g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.6ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.6ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例4：在30℃條件下加入7.12g水，20g丙烯酸、35g丙烯酰胺開啟攪拌，加入10g氯乙酸鈉，充分溶解后加入5g氫氧化鈉和5g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至6，加入25g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.6ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.6ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例5：在25℃條件下加入6.94g水，23g丙烯酸、30g丙烯酰胺開啟攪拌，加入10g氯乙酸鈉，充分溶解后加入6g氫氧化鈉和6g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至6.5，加入25g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.7ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.7ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例6：在20℃條件下加入5.12g水，30g丙烯酸、25g丙烯酰胺開啟攪拌，加入8g氯乙酸鈉，充分溶解后加入8g氫氧化鈉和8g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至7，加入21g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.6ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.6ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例7：在40℃條件下加入8.4g水，21g丙烯酸、25g丙烯酰胺開啟攪拌，加入12g氯乙酸鈉，充分溶解后加入6g氫氧化鈉和6g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至5，加入30g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉2ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨2ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

實(shí)施例8：在15℃條件下加入5.3g水，28g丙烯酸、30g丙烯酰胺開啟攪拌，加入8g氯乙酸鈉，充分溶解后加入7g氫氧化鈉和7g碳酸鈉進(jìn)行中和，調(diào)整ph值至6(大約30～60min)，加入20g淀粉，混合均勻后加入10％濃度的亞硫酸氫鈉1.5ml與10％濃度的過(guò)硫酸銨1.5ml，攪拌均勻，進(jìn)行爆聚反應(yīng)得到聚合物，將聚合物進(jìn)行粉碎(細(xì)度≤20目)得到抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑。

性能評(píng)價(jià)

為了證明本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人對(duì)實(shí)施例1～8制備的抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究試驗(yàn)，具體試驗(yàn)情況如下：

試驗(yàn)方法：

①基漿配制

在400ml海水中加入0.1％氫氧化鈉和0.2％碳酸鈉，高速攪拌5min，加入24g鉆井液試驗(yàn)用鈉膨潤(rùn)土，高速攪拌20min，其間至少停兩次，以刮下粘附在容器壁上的粘土養(yǎng)護(hù)24h待用。

②熱滾試驗(yàn)

?、倥渲频幕鶟{四份，將其中一份放入恒溫箱,在25℃±3℃下養(yǎng)護(hù)24h后作為試驗(yàn)對(duì)比基漿；向另三份基漿中各加入1～1.5％試樣，在高速攪拌20min后，倒入老化罐，在80℃、120℃、150℃溫度條件下滾動(dòng)16h。取出冷卻至室溫。將測(cè)試漿高速攪拌5min，按gb/t16783.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)定表觀粘度av與api中壓濾失量fl。

③檢驗(yàn)結(jié)果

表2實(shí)施例評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)據(jù)表

實(shí)施例1～8測(cè)試結(jié)果表明：

①實(shí)驗(yàn)漿采用處理海水進(jìn)行配制，且降濾失效果較好，表明此降濾失劑具有良好的抗鹽性能；

②通過(guò)不同溫度下的表觀粘度值與基漿粘度對(duì)比，表明此種降濾失劑對(duì)鉆井液粘度影響較小；

③通過(guò)不同溫度老化后的中壓失水與基漿中壓失水對(duì)比，表明此種降濾失劑具有良好的降濾失效果；

④此降濾失劑可以在80℃～150℃老化后16h后中壓失水＜8.0ml，表明此種降濾失劑具有良好的抗溫性能，且適應(yīng)范圍較寬。

本發(fā)明公開和提出的一種抗溫抗鹽有機(jī)降濾失劑的制備方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變條件路線等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)，盡管本發(fā)明的方法和制備技術(shù)已通過(guò)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和技術(shù)路線進(jìn)行改動(dòng)或重新組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的制備技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。