一種超高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法，特別是超高溫鹽水鉆井液高溫高壓降濾失劑及其制備方法，屬于水溶性高分子材料合成制備【技術(shù)領(lǐng)域】，由磺甲基化酚醛樹(shù)脂與甲醛、羥烷基醛、脂肪酮或脂環(huán)酮、亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽在高溫高壓下反應(yīng)一定時(shí)間得到。本發(fā)明可以有效的控制鹽水鉆井液的高溫高壓濾失量和流變性，與LP527、MP488及SMC等具有良好的配伍性，高溫穩(wěn)定性好，在220℃下老化后沒(méi)有出現(xiàn)稠化現(xiàn)象，可以有效的控制鉆井液高溫高壓濾失量小于16mL，密度達(dá)到2.32g/cm3時(shí)，仍具有較好的流變性。制備過(guò)程易于控制，產(chǎn)品能夠滿足220℃超高溫鉆井液高溫高壓濾失量控制的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種超高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種超高溫鉆井液降濾失劑及其制備方法，特別是超高溫鹽水鉆井液 高溫高壓降濾失劑及其制備方法，屬于水溶性高分子材料合成制備【技術(shù)領(lǐng)域】，更確切地說(shuō)， 屬于油田化學(xué)品制備【技術(shù)領(lǐng)域】。 技術(shù)背景：
[0002] 隨著深層油氣勘探開(kāi)發(fā)力度的加大，鉆遇地層越來(lái)越復(fù)雜。一般來(lái)講，井越深，井 下壓力和溫度會(huì)越高，鉆井完井所面臨的困難也就更大。世界上許多地方都存在高溫高壓 地層。如美國(guó)、北海等已開(kāi)采的地區(qū)，很多儲(chǔ)層壓力超過(guò)lOOMPa、井底溫度超過(guò)200°C。在 我國(guó)陸上的塔西南、四川的川東北、大慶的徐家圍子，海洋的南海鶯瓊盆地等都存在著不 同程度的高溫、高壓下的鉆井與完井問(wèn)題?；羌谆尤?shù)脂或磺化酚醛樹(shù)脂（SMP)是本 領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)常用的高溫高壓降濾失劑，是一種陰離子水溶性聚電解質(zhì)，具有很強(qiáng)耐溫抗鹽能 力，產(chǎn)品為棕紅色粉末，易溶于水，水溶液呈弱堿性，用作耐溫抗鹽的鉆井液降濾失劑，可以 有效地降低鉆井液的高溫高壓濾失量，與SMC、SMT或SMK等共同使用可以配制"三磺鉆井 液"體系，是理想的高溫深井鉆井液體系之一，其生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟?；羌谆尤?樹(shù)脂采用本領(lǐng)域常規(guī)方法制備，具體參見(jiàn)文獻(xiàn)：鉆井液化學(xué)品設(shè)計(jì)與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，陜西西 安：西北大學(xué)出版社，2006:256-258。國(guó)內(nèi)針對(duì)超深井鉆井的需要，在超深井鉆井液方面已 開(kāi)展了一些探索，但在綜合性能上還不能滿足需要，為此國(guó)內(nèi)開(kāi)展了超高溫鉆井液體系研 究，采用抗高溫聚合物處理劑與磺化酚醛樹(shù)脂、磺化褐煤等配伍，可以得到220°C下性能穩(wěn) 定的淡水和4%鹽水鉆井液體系。在220°C高溫度下，盡管SMP作為高溫高壓降濾失劑，其 抗鹽能力不能滿足需要，但從分子結(jié)構(gòu)看，SMP具有通過(guò)分子修飾提高其抗鹽性的可行性。 CN201210254900. X公開(kāi)了一種鉆井液用降濾失劑及其制備方法，由苯酚、甲醛、腐殖酸鹽、 焦亞硫酸鹽、無(wú)水亞硫酸鹽一步反應(yīng)得到磺化酚醛腐殖酸樹(shù)脂；在引發(fā)劑存在下，磺化酚醛 腐殖酸樹(shù)脂再與氫氧化鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、烷基丙烯酰胺的混合物 進(jìn)行接枝共聚，烘干、粉碎，即得磺化酚醛腐殖酸樹(shù)脂-烯基單體接枝共聚物。
[0003] 但當(dāng)鉆井液中NaCl含量超過(guò)4%以后，以SMP作為高溫高壓降濾失劑，失去了有效 控制高溫高壓濾失量的作用，且流變性變差，在高含鹽的情況下要使體系的高溫高壓濾失 量控制在較低的范圍，如果僅用抗高溫聚合物降濾失劑，就必須通過(guò)提高其加量來(lái)達(dá)到，但 隨著聚合物加量的增加，體系液相黏度增加，又給高密度鉆井液流變性控制帶來(lái)了不利因 素。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于通過(guò)對(duì)SMP進(jìn)行修飾，即通過(guò)增加產(chǎn)物的水化基團(tuán)、引入新的 吸附基團(tuán)合成抗鹽的超高溫鉆井液降濾失劑，可滿足井底超高溫和高鹽（氯化鈉）環(huán)境下 的安全鉆井施工的需要，能夠控制水基鉆井液高溫高壓條件下流變性、懸浮穩(wěn)定性，有效的 降低鹽水鉆井液的高溫高壓濾失量。
[0005] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述超高溫鉆井液降濾失劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明超高溫鉆井液降濾失劑，由磺甲基化酚醛樹(shù)脂與甲醛、羥烷基醛、酮、亞硫 酸鹽、焦亞硫酸鹽和水，在高溫高壓下反應(yīng)得到，其中各組分用量如下：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種超高溫鉆井液降濾失劑，其特征在于：由磺甲基化酚醛樹(shù)脂與甲醛、羥烷基醛、 酮、亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽和水，在高溫高壓下反應(yīng)得到，其中各組分用量如下： 質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的磺甲基化酚醛樹(shù)脂 625份 甲醛（質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%) 2.5-7,5份 羥烷基醛 12.5?36份 酮 10?27份 亞硫酸鹽 13?25.5份 焦亞硫酸鹽 8.5?22份 水 50?75份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑，其特征是：所述的酮為脂肪酮 或脂環(huán)酮，可以是丙酮、甲乙酮或環(huán)己酮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑，其特征是：所述的羥烷基醛為 羥基乙醛、3-羥基丙醛、3-羥基丁醛、4-羥基丁醛、5-羥基戊醛，5, 5-二羥基戊醛或?qū)αu基 苯甲醛。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑，其特征是：所述的亞硫酸鹽為 亞硫酸鈉、亞硫酸鉀或亞硫酸銨；所述的焦亞硫酸鹽為焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀或焦亞硫酸 銨。
5. -種超高溫鉆井液降濾失劑制備方法，其特征是，包括以下步驟： (1) 將質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%磺甲基化酚醛樹(shù)脂加入高壓反應(yīng)釜，開(kāi)動(dòng)攪拌，然后按配比依次 向反應(yīng)釜中加入水、甲醛、酮、羥烷基醛、焦亞硫酸鹽、亞硫酸鹽，原料加完后繼續(xù)攪拌30? 60min，密封反應(yīng)釜，升溫，于70?90°C，保溫反應(yīng)0. 5?1小時(shí)； (2) 待步驟（1)所得的混合物反應(yīng)時(shí)間達(dá)到后繼續(xù)升溫，于125?160°C下反應(yīng)3? 12h ;反應(yīng)時(shí)間達(dá)到后，冷卻，泄壓、出料，經(jīng)過(guò)噴霧干燥粉狀產(chǎn)品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑制備方法，其特征是：所述的磺 甲基化酚醛樹(shù)脂與甲醛、羥烷基醛、酮、亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽和水的用量配比為： 質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的磺甲基化酚醛樹(shù)脂 625份 甲醛（質(zhì)量分?jǐn)?shù)37%) 2. 5?7. 5份 羥烷基醛 12. 5?36份 酮 10?27份 亞硫酸鹽 13?25. 5份 焦亞硫酸鹽 8. 5?22份 水 50?75份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑制備方法，其特征是：所述的酮 為脂肪酮或脂環(huán)酮，可以是丙酮、甲乙酮或環(huán)己酮。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑制備方法，其特征是：所述的羥 烷基醛為羥基乙醛、3-羥基丙醛、3-羥基丁醛、4-羥基丁醛、5-羥基戊醛，5, 5-二羥基戊醛 或?qū)αu基苯甲醛。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超高溫鉆井液降濾失劑制備方法，其特征是：所述的亞 硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀或亞硫酸銨；所述的焦亞硫酸鹽為焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀或 焦亞硫酸銨。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK104293324SQ201410240395
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王中華, 王旭 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院