專利名稱：一種鉆井液降粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液降粘劑的制備方法，屬于油田抗高溫鉆井液降 粘劑的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在深井、超深井鉆井過程中，由于地溫梯度和地層壓力梯度的影響，鉆 井液長(zhǎng)時(shí)間處于200°C以上高溫的條件下，存在著粘土高溫分散、有機(jī)高分子化合物高溫降 解、處理劑高溫交聯(lián)等影響，導(dǎo)致鉆井液流變性變差。如川東北氣田在鉆或?qū)⒁@的大量 深井和超深井，其井底溫度均超過150°C ；新疆油田計(jì)劃在克拉瑪依莫索灣背斜上鉆莫深1 井，設(shè)計(jì)井深達(dá)7380m，預(yù)計(jì)井底溫度超過200°C ；我國南海西部鶯瓊盆地是很有開發(fā)潛力的 油氣田，但該地區(qū)地溫梯度高，預(yù)測(cè)井底最高溫度將達(dá)到240°C。因此，如何適應(yīng)高溫高壓， 是深井和超深井鉆進(jìn)過程中面臨的首要問題。為了控制鉆井液的稠化，人們?cè)缭谏鲜兰o(jì)30年代末就開始使用無機(jī)磷酸鹽，這類 降粘劑在低溫下降粘效果較好，但在65°C以上就開始分解，喪失其降粘效果。40年代丹寧 被廣泛地用做鉆井液降粘劑，但它只能適用于淺井。從60年代開始鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(代 號(hào)FCLS)成為主要的鉆井液降粘劑。FCLS雖比無機(jī)磷酸鹽、丹寧等有較高的熱穩(wěn)定性， 但在高溫下也減效，甚至導(dǎo)致鉆井液稠化。同時(shí)FCLS中的鉻離子對(duì)人體及環(huán)境污染嚴(yán)重， 國內(nèi)外有關(guān)單位已經(jīng)限制應(yīng)用。90年代后，人們開始研制各種新型的降粘劑，如以有機(jī)胺 及銨鹽進(jìn)行甲基膦酸化反應(yīng)得到的改性氮川三甲叉膦酸(NTF-u)，以丙烯酸和異丙烯膦酸 (IPPA)制備的AA-IPPA共聚物，這些有機(jī)膦降粘劑具有很強(qiáng)的抗溫能力，但仍然存在著維 護(hù)周期短、適用范圍窄等問題；通過在天然材料改性物中加入含硅化合物研制的有機(jī)硅降 粘劑，抗溫性能較好，但產(chǎn)品成本較高，用量較大；而以馬來酸酐(MA)、烯丙基磺酸鈉(AS) 和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等反應(yīng)單體為原料研制的聚合物降粘劑，在合成 過程中由于使用單一的分子量調(diào)節(jié)劑，降粘劑相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬，產(chǎn)品降粘性能受到 影響，抗溫性能一般在200°C以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，克服現(xiàn) 有技術(shù)中使用單一的分子量調(diào)節(jié)劑，存在的降粘劑相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬，產(chǎn)品降粘性能 受到影響，抗溫性能一般在200°C以下缺陷。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。一種抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，包括以下步驟將反應(yīng)單體丙烯酸(AA)和 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量比為0.5 10 1的混合物溶解于清水；將 占單體用量0. 5% 5%的過硫酸銨溶解于清水；將分別占單體用量0. 3% 5%的兩種分 子量調(diào)節(jié)劑溶解于清水并加入反應(yīng)釜升溫至55 65°C，然后將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨 溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將體系升溫至85 95°C反應(yīng)lh，得到單體含量10% 50% 的降粘劑產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至PH值為7，經(jīng)烘干、粉碎后得到抗220°C 以上高溫的鉆井液降粘劑。上述分子量調(diào)節(jié)劑可以是對(duì)苯二酚、對(duì)甲氧基苯酚、巰基乙酸、異丙醇、硫酸銅、氯 化鐵、苯胺、十二烷基硫醇、苯醌、亞磷酸鈉中的任意兩種的組合。本發(fā)明使用兩種類型的分子量調(diào)節(jié)劑，降粘劑分子量分布范圍較窄，降粘劑降粘性能提高，可以耐220°C以上高溫。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將20g丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量 比為0.5 1的混合物溶解于40g清水，將占單體用量0.5%的過硫酸銨溶解于40g清水， 將占單體用量0. 3 %的對(duì)苯二酚和占單體用量2 %的異丙醇溶解于120g清水并加入反應(yīng)釜 升溫至55°C，然后將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜升溫 至85°C反應(yīng)lh，得到單體含量10%的產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至pH值為7， 經(jīng)烘干、粉碎后得到抗220°C高溫、降粘率達(dá)95%鉆井液降粘劑。實(shí)施例2 將20g丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量 比為5 1的混合物溶解于25g清水，將占單體用量2%的過硫酸銨溶解于25g清水，將占 單體用量5%的對(duì)甲氧基苯酚和占單體用量0. 3%的硫酸銅溶解于30g清水并加入反應(yīng)釜 升溫至60°C，然后將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜升溫 至90°C反應(yīng)lh，得到單體含量25%的產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至pH值為7， 經(jīng)烘干、粉碎后得到抗230°C上以上高溫、降粘率達(dá)95%鉆井液降粘劑。 實(shí)施例3 將20g丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量 比為10 1的混合物溶解于10g清水，將占單體用量5%的過硫酸銨溶解于10g清水，將占 單體用量2%的十二烷基硫醇和占單體用量5%的亞磷酸鈉溶解于20g清水并升溫至加入 反應(yīng)釜并升溫到65°C，然后將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將反 應(yīng)釜升溫至95°C反應(yīng)lh，得到單體含量50%的產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至pH 值為7，經(jīng)烘干、粉碎后得到抗240°C高溫、降粘率達(dá)95%的鉆井液降粘劑。
權(quán)利要求
一種抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(A)將反應(yīng)單體丙烯酸(AA)和2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量比為0.5～10∶1的混合物溶解于清水；(B)將占單體用量0.5％～5％的過硫酸銨溶解于清水；(C)將分別占單體用量0.3％～5％的兩種分子量調(diào)節(jié)劑溶解于清水加入反應(yīng)釜并升溫至55～65℃；(D)將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜升溫至85～95℃反應(yīng)1h，得到單體含量10％～50％的降粘劑產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至pH值為7，經(jīng)烘干、粉碎后得到抗220℃高溫鉆井液降粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，其特征在于分子量調(diào)節(jié)劑 可以是對(duì)苯二酚、對(duì)甲氧基苯酚、巰基乙酸、異丙醇、硫酸銅、氯化鐵、苯胺、十二烷基硫醇、 苯醌、亞磷酸鈉中的任意兩種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，其特征在于將兩種分 子量調(diào)節(jié)劑溶解于清水加入反應(yīng)釜并升溫至60°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗高溫鉆井液降粘劑的制備方法，其特征在于將反應(yīng)單 體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜升溫至90°C反應(yīng)lh。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井液降粘劑的制備方法，包括以下步驟將反應(yīng)單體丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)物質(zhì)的量比為0.5～10∶1的混合物溶解于清水；將占單體用量0.5％～5％的過硫酸銨溶解于清水；將分別占單體用量0.3％～5％的兩種分子量調(diào)節(jié)劑溶解于清水并加入反應(yīng)釜升溫至55～65℃，然后將反應(yīng)單體溶液和過硫酸銨溶液一起加入反應(yīng)釜中，然后將體系升溫至85～95℃反應(yīng)1h，得到單體含量10％～50％的降粘劑產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后用氫氧化鈉中和體系至pH值為7，經(jīng)烘干、粉碎后得到抗220℃以上高溫的鉆井液降粘劑。
文檔編號(hào)C08F220/06GK101928366SQ20091006537
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者張濱, 王中華, 王旭, 謝建宇 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院