一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化學品領域,具體涉及一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑。
【背景技術】
[0002] 石油開采過程中,由于深井、超深井井下溫度和壓力高,地層結構比較復雜,鉆井 過程中經(jīng)常會遇到高壓油氣層和鹽水層,導致鉆井液液相滲入地層,影響油氣層的穩(wěn)定和 產品質量,目前解決這一問題的有效方法就是在鉆井液中加入降濾失劑,降濾失劑的品質 很大程度影響著鉆井的效率和質量。
[0003] 中國專利"一種鉆井液用降濾失劑的制備方法"(專利號ZL200910113490. 5)公開 了一種抗濾失劑,其以腐植酸鈉、醚化淀粉、羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺和水溶性硅油為原 料合成,該種方法工藝復雜,抗溫性能差,設備投資及原料成本高,有大量的廢液排放,不利 于環(huán)境保護。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是,提供一種工藝簡單可控、產出效率高、降濾失效果 好且具有抗鹽能力的采用淀粉進行接枝的鉆井液用抗鹽降濾失劑。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案為:一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失 劑,其包括如下重量的原料:丙烯酰胺2400-3600kg,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0-200kg, 純堿 180-350kg,淀粉 500-2500kg ; 優(yōu)選的,所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量為50-200kg。
[0006] 最優(yōu)的,包括如下重量的原料:丙烯酰胺2400kg、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 50kg、純堿 240kg 和淀粉 1500kg。
[0007] 進一步,其制備工藝包括: 步驟(1)原料準備:分別配制丙烯酰胺水溶液和純堿水溶液,所用水的總質量為丙烯 酰胺質量的3-5倍,配制完成后將兩種水溶液混合得到料液,加入反應釜后,關閉反應釜閥 門通入氮氣,再加入助劑;所述助劑的用量為丙烯酰胺質量的〇. 1-0. 8%,所述助劑為過硫 酸鉀或硫酸銨; 步驟(2)聚合反應:5-11°C低溫引發(fā),非控溫至60-90°C,即引發(fā)聚合反應后,聚合反應 放熱使反應體系升溫至60-90 °C,反應結束; 步驟(3)水解反應:聚合反應結束后,保持釜內溫度60°C -90°C,保持6小時; 步驟(4)改性、干燥:將步驟(3)所得產物壓入造粒機進行造粒,經(jīng)輸送風機送入捏合 機內,添加所述重量的淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,調節(jié)pH值至8-10,干燥,即得。
[0008] 進一步的改進,步驟(1)所述料液質量濃度為20-30%。
[0009] 進一步的改進,步驟(1)助劑分兩次等量加入,助劑加入和通氮氣的操作方法為: 保持氮氣流量l〇〇m 3/h,通氮10分鐘;改變氮氣流量至60m3/h,第一次加入助劑;改變氮氣 流量至l〇〇 m3/h,保持40分鐘;改變氮氣流量至60m3/h,第二次加入助劑;改變氮氣流量至 120m3/h,保持 10-15 分鐘。
[0010] 進一步的改進,步驟(4)干燥標準為物料固含量不低于88%。
[0011] 進一步的改進,制備工藝選用彡2〇Ps/cm的去離子水。
[0012] 本發(fā)明的積極效果在于: 1、 本發(fā)明工藝簡單可控,工藝采用兩步法,具體包括聚合階段和改性階段,第一步是丙 烯酰胺、純堿和水在反應釜內的均聚反應,反應產物為固態(tài)膠體;第二步是是第一步所得固 態(tài)膠體、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和淀粉在捏合機的改性反應。選用兩步法使反應趨于 平緩,有利于工藝過程的控制,提高產物性能的穩(wěn)定性,增強人員和設備的安全性; 2、 本發(fā)明加入的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸做為剛性單體,能夠改變聚合物的分子強 度;而分子結構中具有的碳碳雙鍵、羧酸基和強極性的磺酸官能團,使電荷密度大,水化性 強,從而對外界礦化度、溫度不敏感,達到抗鹽降濾失劑抗溫、抗鹽的能力; 3、 在加入助劑時通過及時調整氮氣流量,提高助劑的溶解度、反應速率和反應均一性, 提尚反應效率; 4、 本發(fā)明選用淀粉確定終產物的接枝程度,能夠有效降低生產成本; 5、 低溫引發(fā)技術引發(fā)效率高,操作方便。
[0013] 本發(fā)明的抗鹽降濾失劑水溶性強,配伍性好,在淡水、鹽水、飽和鹽水和復合鹽水 鉆井液中均具有較強的降濾失能力,兼具抗溫能力,能夠有效提高鉆井效率和油品質量。
【具體實施方式】
[0014] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面將結合本發(fā)明實施 例中【具體實施方式】,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的 實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域 普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護 的范圍。
[0015] 實施例1 實施例1的原料選用:丙烯酰胺2400kg,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸50kg,純堿 240kg,淀粉 1500kg。
[0016] 本實施例的制備工藝過程為: 步驟(1)原料準備:分別配制丙烯酰胺水溶液和純堿水溶液,所用水的總質量為丙烯 酰胺質量的3-5倍,配制完成后將兩種水溶液混合得到料液,加入反應釜后,關閉反應釜閥 門通入氮氣,再加入助劑;所述助劑的用量為丙烯酰胺質量的〇. 5%,所述助劑為過硫酸鉀; 步驟(2)聚合反應:5-ll°C低溫引發(fā),非控溫至60-90°C ; 步驟(3)水解反應:聚合反應結束后,保持釜內溫度60°C -90°C,保持6小時; 步驟(4)改性、干燥:將步驟(3)所得產物壓入造粒機進行造粒,經(jīng)輸送風機送入捏合 機內,添加所述重量的淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,調節(jié)pH值至8-10,干燥,即得。
[0017] 步驟(1)所述料液質量濃度為20-30%。
[0018] 步驟(1)助劑分兩次等量加入,助劑加入和通氮氣的操作方法為:保持氮氣流量 100m 3/h,通氮10分鐘;改變氮氣流量至60m3/h,第一次加入助劑;改變氮氣流量至IOOm3/ h,保持40分鐘;改變氮氣流量至60m3/h,第二次加入助劑;改變氮氣流量至120m3/h,保持 10-15分鐘。
[0019] 步驟(4)干燥標準為物料固含量不低于88%。
[0020] 制備工藝選用彡2(^s/cm的去離子水。
[0021] 實施例1在淡水鉆井液中的推薦加量,0. 2%?0. 5%,鹽水鉆井液中的推薦加量, 1. 0% ?2. 0%。
[0022] 本實施例的檢測指標見表1。
[0023] 表1實施例1的檢測指標
【主權項】
1. 一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,其包括如下重量的原料: 丙烯酰胺2400-3600kg,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0-200kg,純堿180-350kg,淀粉 500-2500kg〇
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,所述 2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的重量為50-200kg。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,包括如 下重量的原料:丙稀酰胺2400kg、2-丙稀酰胺-2-甲基丙橫酸50kg、純喊240kg和淀粉 1500kg。
4. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在 于,制備工藝包括: 步驟(1)原料準備:分別配制丙烯酰胺水溶液和純堿水溶液,所用水的總質量為丙烯 酰胺質量的3-5倍,配制完成后將兩種水溶液混合得到料液,加入反應釜后,關閉反應釜閥 門通入氮氣,再加入助劑;所述助劑的用量為丙烯酰胺質量的〇. 1-0. 8%,所述助劑為過硫 酸鉀或硫酸銨; 步驟(2)聚合反應:5-ll°C低溫引發(fā),非控溫至60-90°C ; 步驟(3)水解反應:聚合反應結束后,保持釜內溫度60°C -90°C,保持6小時; 步驟(4)改性、干燥:將步驟(3)所得產物壓入造粒機進行造粒,經(jīng)輸送風機送入捏合 機內,添加所述重量的淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,調節(jié)pH值至8-10,干燥,即得。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,步驟(1) 所述料液質量濃度為20-30%。
6. 根據(jù)權利要求4所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,步驟(1) 助劑分兩次等量加入,助劑加入和通氮氣的操作方法為:保持氮氣流量l〇〇m 3/h,通氮10分 鐘;改變氮氣流量至60m3/h,第一次加入助劑;改變氮氣流量至100m 3/h,保持40分鐘;改變 氮氣流量至60m3/h,第二次加入助劑;改變氮氣流量至120m 3/h,保持10-15分鐘。
7. 根據(jù)權利要求4所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,步驟(4) 干燥標準為物料固含量不低于88%。
8. 根據(jù)權利要求4所述的一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其特征在于,制備工 藝選用< 20l^s/cm的去離子水。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種接枝淀粉鉆井液用抗鹽降濾失劑,其以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、純堿和淀粉為原料,經(jīng)過原料準備、聚合反應、水解反應和改性干燥的工藝制備而得。本發(fā)明具有較高的配伍性,在淡水、鹽水、飽和鹽水和復合鹽水鉆井液中均具有較強的降濾失能力,兼具抗溫能力,能夠有效提高鉆井效率和油品質量。
【IPC分類】C08F291-12, C08F220-58, C08F120-56, C08F291-00, C09K8-035
【公開號】CN104531098
【申請?zhí)枴緾N201410831902
【發(fā)明人】李尚坤, 郭九成, 郭楊, 高國英, 羅前程, 劉君君, 張宇航, 張星, 赤艷峰
【申請人】河北光大石化有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日