專利名稱：一種抗高溫聚合物鉆井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種抗高溫聚合物鉆井液，屬石油鉆井工程化學(xué)劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆井液是指在油氣鉆井過(guò)程中，以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱，其主要作用是攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤(rùn)滑鉆具、傳遞水動(dòng)力、保護(hù)油氣層等，是鉆井工程技術(shù)的重要組成部分。在鉆井過(guò)程中，由于地溫梯度和壓カ梯度的存在，井眼越深，井筒內(nèi)的溫度和壓カ就會(huì)越高。在高溫條件下，鉆井液中的各種組分就會(huì)發(fā)生降解、發(fā)酵、增稠或降粘、失效等變化，從而使鉆井液的流變性發(fā)生改變，以致不能滿足和實(shí)現(xiàn)攜砂和懸砂功能，使濾失量大幅増加，導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定、儲(chǔ)層受到傷害等一系列問(wèn)題發(fā)生，使鉆井作業(yè)無(wú)法安全進(jìn)行；而伴隨著高的地層壓力，必須對(duì)鉆井液加重來(lái)平衡地層壓力。此時(shí)，極易發(fā)生壓差卡鉆及井漏、 井噴等井下事故，欲保持鉆井液有良好的流變性和較低的濾失量也很困難。因此，如何解決鉆井液在高溫高壓條件下的流變性、濾失性及儲(chǔ)層保護(hù)性，是深井、超深井鉆井液技術(shù)面臨的首要問(wèn)題。研究表明，選擇抗高溫處理劑配制出抗高溫鉆井液體系，對(duì)鉆井液體系在150 190°C溫度范圍內(nèi)的流變性和濾失性進(jìn)行測(cè)試，考察鉆井液的流變性、濾失性、潤(rùn)滑性在此范圍內(nèi)變化，若保證其在此溫度段內(nèi)的性能變化較小，尤其是高溫時(shí)的變化較小，就能夠防止因鉆井液性能發(fā)生變化而導(dǎo)致的鉆井事故的發(fā)生。目前使用最多、性能最穩(wěn)定的抗高溫鉆井液體系主要是磺化鉆井液體系，該體系的磺化處理劑用量很大，處理鉆井液時(shí)的工作量很大，對(duì)環(huán)境的污染也較嚴(yán)重。因此，發(fā)明一種磺化處理劑用量少或不含磺化處理劑的抗高溫鉆井液體系很有意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供ー種抗高溫聚合物鉆井液，其在高溫時(shí)的流變性能滿足攜砂和懸砂的要求，具有濾失量小，抑制性好、潤(rùn)滑性好的特點(diǎn)。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的。本發(fā)明所提供的ー種抗高溫聚合物鉆井液，其組成為粘土、聚合物增粘劑、抑制齊IJ、抗高溫聚合物降濾失劑、抗高溫磺化類降濾失劑、潤(rùn)滑剤、PH調(diào)節(jié)劑、加重劑、溫度穩(wěn)定齊U、水；其中各組分的重量百分比為粘土2% 4%;聚合物增粘劑0. 3% 0. 8% ;抑制劑0.3% 0. 5% ;抗高溫聚合物降濾失劑0. 3% 0. 5% ;抗高溫磺化類降濾失劑2% 4% ；潤(rùn)滑劑2% 6%;
PH 調(diào)節(jié)劑0. I % O. 6% ;加重劑0% 40%;溫度穩(wěn)定劑:0· 2% O. 5% ;水余量。所述的粘土為常用的膨潤(rùn)土、凹凸棒石、海泡石、皂石；可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用；所述的聚合物增粘劑為一種水溶性聚合物，它由AM、AA、AMPS、MAA, MA、N-N- 二甲基丙烯酸酯、苯乙烯醋酸酯等單體通過(guò)水溶性引發(fā)劑引發(fā)，經(jīng)兩兩或多種聚合而成；它具有流型調(diào)節(jié)、濾失控制和提高潤(rùn)滑性等特點(diǎn)；它除了具有普通聚合物的特點(diǎn)之外，還具有很好 的溫度適應(yīng)性，即其粘度隨溫度變化不敏感，能夠在高溫下具有較好的粘度控制效果；可單獨(dú)使用，也可以和聚丙烯酰胺類增粘劑復(fù)合使用；所述的抑制劑為甲酸鉀、氯化鉀、聚丙烯酰胺鉀鹽，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用；所述的抗高溫聚合物降濾失劑為丙稀酰銨、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮等單體聚合而成；該抗高溫聚合物降濾失劑抗溫可達(dá)200°C ;可單獨(dú)使用，也可以與其它降濾失劑復(fù)配使用；所述的抗高溫磺化類降濾失劑為磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、褐煤樹脂，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用；所述的潤(rùn)滑劑為聚合醇、多元醚、抗高溫礦物油類潤(rùn)滑劑、氧化浙青、乳化浙青等，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用；所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉，可單獨(dú)使用，也可復(fù)配使用；所述的加重劑為重晶石、石灰石；可單獨(dú)使用，也可復(fù)配使用；可根據(jù)鉆井液的密度要求來(lái)決定加重劑的加量；所述的溫度穩(wěn)定劑為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基硫脲等單體聚合而成；該溫度穩(wěn)定劑抗溫可達(dá)230°C;可單獨(dú)使用，也可以與甲酸鈉、甲酸鉀復(fù)配使用。本發(fā)明所提供的一種抗高溫聚合物鉆井液采用常規(guī)的配制方法配制即可。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果I、本發(fā)明的鉆井液解決了常規(guī)鉆井液在高溫作用下，鉆井液的流變性發(fā)生很大變化，攜砂和懸砂不好，濾失量大幅增加的問(wèn)題，使鉆井液體系在高溫下保持良好的流變性和濾失性，保證了安全鉆井。2、本發(fā)明的鉆井液具有較強(qiáng)的抑制性、潤(rùn)滑性和儲(chǔ)層保護(hù)；對(duì)于深井、超深井鉆進(jìn)泥頁(yè)巖時(shí)的抑制性較好，防止壓差卡鉆和泥包卡鉆。3、本發(fā)明的鉆井液配制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，環(huán)保性好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明室內(nèi)模擬配制三種抗高溫聚合物鉆井液體系及模擬現(xiàn)場(chǎng)的聚磺鉆井液體系，評(píng)價(jià)其在不同溫度下熱滾16小時(shí)后的流變性、濾失性及潤(rùn)滑性。實(shí)施例I :本發(fā)明所提供的ー種抗高溫聚合物鉆井液，其中各組分的重量百分比為膨潤(rùn)土 4% ;聚合物增粘劑(80A51) :0. 3% ;抑制劑(KPAM) 0.4% ;抗高溫聚合物降濾失劑0. 3% ;抗高溫磺化類降濾失劑3% ;潤(rùn)滑劑(乳化浙青)3% ;溫度穩(wěn)定劑
0.4%;碳酸鈉0. 15% ;氫氧化鈉0. 1% ;水余量；用重晶石將鉆井液體系的密度調(diào)整到
1.15g/cm、實(shí)施例2
本發(fā)明所提供的ー種抗高溫聚合物鉆井液，其中各組分的重量百分比為膨潤(rùn)土 4% ;聚合物增粘劑(80A51) :0. 3% ;抑制劑(KPAM) 0.4% ;抗高溫聚合物降濾失劑0. 4% ;抗高溫磺化類降濾失劑3% ;潤(rùn)滑劑(乳化浙青)3% ;溫度穩(wěn)定劑
0.4% ;碳酸鈉0. 15% ;氫氧化鈉0. 1% ;水余量；用重晶石將鉆井液體系的密度調(diào)整到
1.15g/cm、實(shí)施例3:本發(fā)明所提供的ー種抗高溫聚合物鉆井液，其中各組分的重量百分比為膨潤(rùn)土 4% ;聚合物增粘劑(80A51) :0. 4% ;抑制劑(KPAM) 0.4% ;抗高溫聚合物降濾失劑0. 5% ;抗高溫磺化類降濾失劑3% ;潤(rùn)滑劑(乳化浙青)3% ;溫度穩(wěn)定劑
0.4%;碳酸鈉0. 15% ;氫氧化鈉0. 1% ;水余量；用重晶石將鉆井液體系的密度調(diào)整到
1.15g/cm、對(duì)比例和本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比的對(duì)比例為現(xiàn)場(chǎng)常用的聚合物磺化鉆井液體系，其中各組分的重量百分比為膨潤(rùn)土 4% ;聚合物增粘(80A51) :0. 3% ;抑制劑(KPAM) :0. 4% ;聚合物降濾失劑(NPAN)O. 6% ;磺化類降濾失劑3% ;潤(rùn)滑劑(乳化浙青)3% ;聚合醇3% ；KCL 3% ；碳酸鈉0. 15% ;氫氧化鈉0. 1% ;水余量；用重晶石將鉆井液體系的密度調(diào)整到I. 15g/
3
cm o抗高溫聚合物鉆井液體系性能
溫度 FV AVPV YP ￠3 FLMf
鉆并液 。
C s mpa. s mpa. s pa 格 ml150 43 2415 9 5 5.9 0. 102
對(duì)比例 170 32 1712 5 4 8.5 0. 106
190 29 1511 4 3 11.8 0.111
實(shí)例 I 150 48 3119 12 8 5.2 0.085
I
權(quán)利要求
1.一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于其組成為粘土、聚合物增粘劑、抑制劑、抗高溫聚合物降濾失劑、抗高溫磺化類降濾失劑、潤(rùn)滑劑、PH調(diào)節(jié)劑、加重劑、溫度穩(wěn)定劑、水；其中各組分的重量百分比為 粘土 :2% 4% ； 聚合物增粘劑0. 3% 0. 8% ; 抑制劑:0. 3% 0. 5% ; 抗高溫聚合物降濾失劑0. 3% 0. 5% ; 抗高溫磺化類降濾失劑2% 4% ; 潤(rùn)滑劑2% 6% ;PH調(diào)節(jié)劑:0. 1% 0. 6% ； 加重劑:0% 40% ; 溫度穩(wěn)定劑0. 2% 0. 5% ; 水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的粘土為常用的膨潤(rùn)土、凹凸棒石、海泡石、皂石；可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的聚合物增粘劑為一種水溶性聚合物，它由AM、AA、AMPS、MAA、MA、N-N- 二甲基丙烯酸酯、苯乙烯醋酸酯通過(guò)水溶性引發(fā)劑引發(fā)，經(jīng)兩兩或多種聚合而成；可單獨(dú)使用，也可以和聚丙烯酰胺類增粘劑復(fù)合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的抑制劑為甲酸鉀、氯化鉀、聚丙烯酰胺鉀鹽，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的抗高溫聚合物降濾失劑為丙稀酰銨、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成；可單獨(dú)使用，也可以與其它降濾失劑復(fù)配使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的抗高溫磺化類降濾失劑為磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、褐煤樹脂，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑為聚合醇、多元醚、抗高溫礦物油類潤(rùn)滑劑、氧化浙青、乳化浙青，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉，可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的加重劑為重晶石、石灰石；可單獨(dú)使用，也可以復(fù)配使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種抗高溫聚合物鉆井液，其特征在于所述的溫度穩(wěn)定劑為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯基硫脲聚合而成；可單獨(dú)使用，也可以與甲酸鈉、甲酸鉀復(fù)配使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗高溫聚合物鉆井液，屬石油鉆井工程化學(xué)劑技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于各組分的重量百分比為粘土2％～4％；聚合物增粘劑0.3％～0.8％；抑制劑0.3％～0.5％；抗高溫聚合物降濾失劑0.3％～0.5％；抗高溫磺化類降濾失劑2％～4％；潤(rùn)滑劑2％～6％；PH調(diào)節(jié)劑0.1％～0.6％；加重劑0％～40％；溫度穩(wěn)定劑0.2％～0.5％；水余量。本發(fā)明的鉆井液解決了常規(guī)鉆井液在高溫作用下，鉆井液的流變性發(fā)生很大變化，攜砂和懸砂不好，濾失量大幅增加的問(wèn)題，使鉆井液體系在高溫下保持良好的流變性和濾失性，保證了安全鉆井，具有濾失量小，抑制性好、潤(rùn)滑性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/24GK102851011SQ20111018026
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者王越之, 李寧, 羅春芝, 文志明 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江大學(xué)