專利名稱：一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆井過程中鉆井液具有一定的粘度、切力和較低的濾失量是保證鉆井順利進行的前提和基礎(chǔ)。在深井及超深井日益增多的情況下，由于井底溫度高、壓力大，一方面造成部分鉆井液降濾失劑在高溫條件下降解失效，導(dǎo)致鉆井液濾失量增大，不利于維持井壁穩(wěn)定和儲層保護，另一方面要使用大量的加重材料提高鉆井液密度，平衡地層壓力，防止井涌或井噴。目前使用較為普遍的加重材料(鐵礦粉、重晶石等)對鉆 井液體系都具有一定的增稠效應(yīng)，鉆井液的流動性特別難以控制，鉆井液的觸變性變差。上述問題的出現(xiàn)將影響鉆井安全，降低鉆井速度，最終影響鉆井的經(jīng)濟效益。為了解決上述問題，現(xiàn)場常采用同時加入增粘劑和降濾失劑解決這一問題?，F(xiàn)有的降粘劑如腐植酸鈉、XY-27等都不能有效解決高密度下鉆井液的增稠問題，且現(xiàn)有降粘劑的抗溫能力普遍不高(一般不超過160°C)且沒有降濾失作用，在深井高溫條件下使用受到一定的限制。降濾失劑主要通過護膠作用使鉆井液中保持一定比例細(xì)顆粒的含量，使鉆井液形成的泥餅滲透率降低，從而降低鉆井液中的自由水向地層濾失而起到穩(wěn)定井壁的作用。常用降濾失劑有改性褐煤類降濾失劑、烯類單體聚合物類降濾失劑、樹脂類降濾失劑和淀粉類降濾失劑，其中改性褐煤類降濾失劑具有一定的降粘作用，但在溫度超過150°C的高溫環(huán)境下降粘及降濾失效果均不理想，而烯類單體聚合物類降濾失劑、樹脂類降濾失劑和淀粉類降濾失劑一般不具備降粘作用。同時，增粘劑和降濾失劑一起加入既增加了鉆井液成本，又增加了工人的勞動強度，同時使鉆井液成份復(fù)雜，維護處理難度增加。CN102344782A (CN201110205713. 8) 一種石油鉆井助劑抗高溫降濾失劑及其制備方法，降濾失劑是由下述重量配比的原料制成的含腐殖酸的物質(zhì)、焦亞硫酸鈉、水、有機硅樹脂、交聯(lián)劑、氫氧化鉀、AMPS、α-甲基葡萄糖甙。降濾失劑的制備方法包括以下步驟:按所述重量份比稱取水、氫氧化鉀、褐煤或者泥炭或者風(fēng)化煤、焦亞硫酸鈉，將其加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫，反應(yīng)，降溫；在攪拌反應(yīng)釜中加入按所述重量份比稱取的有機硅樹脂、交聯(lián)劑、AMPS、α -甲基葡萄糖甙，密封，升溫，攪拌反應(yīng)；放料，所得產(chǎn)物經(jīng)干燥即得成品。該發(fā)明產(chǎn)品能抗高溫，降濾失較好，但降粘效果不理想，且其使用AMPS和α-甲基葡萄糖甙，成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)和油田大量使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法。本發(fā)明的產(chǎn)品在具有良好降濾失性能的同時，兼具有很好的降粘作用，與鉆井液配伍性好，不污染環(huán)境，抗溫能力達180°C以上。本發(fā)明以腈綸廢絲為原料，還可以使石油化工合成纖維產(chǎn)生的廢料有變廢為寶的資源化效益。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，原料的質(zhì)量份組成為腈綸廢絲50-200份，堿80-155份，質(zhì)量濃度為15 25%的無機酸20-100份、過氧化氫30-90份，褐煤300-500份，磺化劑5_30份，甲醛10-50份，硫酸亞鐵5_20份，水1000份。按以下方法制得將腈綸廢絲、堿量的1/4 1/2加入水中，85-95°C反應(yīng)2-5h ;降溫到80-85。。，加入無機酸和過氧化氫，升溫至85-95°C反應(yīng)l_3h;再加余量的堿和褐煤、磺化劑、甲醛，在85-95°C下反應(yīng)l_3h ;降溫至60-80°C，加硫酸亞鐵，反應(yīng)10_30min，將產(chǎn)物取出，烘干、粉
碎，即得。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀之一或組合。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的無機酸是質(zhì)量濃度為20%的硝酸、20%的鹽酸或20%的硫fe。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的磺化劑是硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的甲醛是質(zhì)量濃度為35 37%的甲醛水溶液。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的硫酸亞鐵為七水硫酸亞鐵。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，原料的質(zhì)量份組成為腈綸廢絲70-160份，堿100-150份，酸30-50份、過氧化氫40-50份，褐煤300-400份，磺化劑15-30份，甲醛20-40份，硫酸亞鐵10-15份，水1000份。根據(jù)本發(fā)明，一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑的制備方法，包括如下步驟(I)把腈綸廢絲剪碎，與堿總量的1/Γ1/2加入水中，在攪拌狀態(tài)下升溫至85-95 °C，反應(yīng) 2-5h ；(2)降溫到80-85°C，加入酸和過氧化氫，升溫至85-95°C反應(yīng)l_3h ；(3)加入余量的堿、褐煤、磺化劑和甲醛，在85_95°C下反應(yīng)l_3h ；(4)降溫至60_80°C，加入硫酸亞鐵，反應(yīng)10_30min ；(5)放料、烘干、粉碎，即得。本發(fā)明所述方法制得的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑外觀為黑色粉末，無異味，在水中具有很好的分散和溶解作用。本發(fā)明所述方法制得的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑可直接用于各種水基鉆井液中，使用量一般為鉆井液的1-3%質(zhì)量體積比，單位g/100mL。本發(fā)明的技術(shù)特點本發(fā)明采用腈綸廢絲、褐煤、磺化劑、甲醛和堿為主要原料，制備的產(chǎn)品分子中含有磺酸基、羧基和腈基等多種集團，可增加產(chǎn)品的抗溫能力；過氧化氫對腈綸廢絲起到氧化降解的作用，降低其分子量，有利于提高產(chǎn)品的降粘能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(1)以腈綸廢絲和褐煤為主要原料，制備工藝簡單，成本較低；腈綸廢絲的再利用還可以解決石油產(chǎn)品為原料的合成纖維過程中產(chǎn)生的大量的廢絲；(2)產(chǎn)品在有效降低鉆井液粘度的同時具有良好的降濾失效果，具有一劑多用的特點；(3)抗溫能力達180°C以上，可用于深井及超深井；(4)與鉆井液配伍性好，對鉆井液性能無不良影響。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但不限于此。本發(fā)明涉及的抗高溫降粘降濾失劑的性能測試方法如下(I)外觀在自然光下目測樣品應(yīng)為黑色自由流動粉末。(2)降粘率的測定在24±3°C條件下，按水鈉土 評價土 無水碳酸鈉=100 7 2 O.1的比例配制基漿，高速攪拌20min，再密閉養(yǎng)護24h ;取基漿400ml，高速攪拌5min，立即測其Φ100讀值；取配好的基衆(zhòng)400mL,加入8. Og抗高溫降粘降濾失劑高速攪拌20min,立即測Φ100讀值，然后裝入高溫罐，于180°C下熱滾16h，取出冷卻至50±5°C，高速攪拌5min，立即測
φ 100讀值。
室溫降粘率按(I)式計算，高溫降粘率按(2)式計算。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于原料的質(zhì)量份組成為 腈綸廢絲50-200份，堿80-155份，質(zhì)量濃度為15 25%的無機酸20-100份、過氧化氫30-90份，褐煤300-500份，磺化劑5-30份，甲醛10-50份，硫酸亞鐵5-20份，水1000份；按以下方法制得 將腈綸廢絲、堿量的1/Γ1/2加入水中，85-95°C反應(yīng)2-5h ;降溫到80_85°C，加入無機酸和過氧化氫，升溫至85-95°C反應(yīng)l_3h ;再加余量的堿和褐煤、磺化劑、甲醛，在85-95°C下反應(yīng)l_3h ;降溫至60-80°C，加硫酸亞鐵，反應(yīng)10-30min，將產(chǎn)物取出，烘干、粉碎，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于所述的堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀之一或組合。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于所述的無機酸是質(zhì)量濃度為20%的硝酸、20%的鹽酸或20%的硫酸。
4.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于所述的磺化劑是硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉。
5.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于所述的甲醛是質(zhì)量濃度為35 37%的甲醛水溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于所述的硫酸亞鐵為七水硫酸亞鐵。
7.如權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑，其特征在于原料的質(zhì)量份組成為 腈綸廢絲70-160份，堿100-150份，酸30-50份、過氧化氫40-50份，褐煤300-400份，磺化劑15-30份，甲醛20-40份，硫酸亞鐵10-15份，水1000份。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述的鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑的制備方法，包括如下步驟 (O把腈綸廢絲剪碎，與堿總量的1/Γ1/2—起加入水中，在攪拌狀態(tài)下升溫至85-95 °C，反應(yīng) 2-5h ； (2)降溫到80-85°C，加入酸和過氧化氫，升溫至85-95°C反應(yīng)l_3h； (3)加入余量的堿、褐煤、磺化劑和甲醛，在85-95°C下反應(yīng)l_3h； (4)降溫至60-80°C，加入硫酸亞鐵，反應(yīng)10-30min； (5)放料、烘干、粉碎，即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井液用抗高溫降粘降濾失劑及其制備方法。原料的組成為腈綸廢絲，堿，無機酸、過氧化氫，褐煤，磺化劑，甲醛，硫酸亞鐵，水。腈綸廢絲與部分堿加入水中，85-95℃反應(yīng)；降溫到80-85℃加入無機酸和過氧化氫，升溫至85-95℃反應(yīng)1-3h；再加余量的堿和褐煤、磺化劑、甲醛，在85-95℃下反應(yīng)1-3h；降溫至60-80℃，加硫酸亞鐵，反應(yīng)10-30min，將產(chǎn)物取出，烘干、粉碎，即得。所得產(chǎn)品在降低鉆井液粘度的同時具有良好的降濾失效果，抗高溫。本發(fā)明以腈綸廢絲和褐煤為主要原料，成本低，工藝簡單。
文檔編號C09K8/03GK103013456SQ201210563090
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者呂開河, 任冠龍, 劉天科 申請人:中國石油大學(xué)(華東)