專利名稱：一種鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法，屬于石油鉆井過程中的鉆井液用降粘劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前隨著油氣田勘探開發(fā)的需要，特別是近幾年來，許多油田對老區(qū)塊調(diào)整井的開發(fā)力度也在逐年增大，大多數(shù)老區(qū)塊的調(diào)整井鉆井時要求具有較高的鉆井液密度，但同時又要求鉆井液具有良好的流變性。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，特別是當鉆井液密度達到1.60g/cm3以上時，表現(xiàn)尤為突出，鉆井液的流動性特別難以控制，鉆井液的觸變性也特別差，一般常規(guī)的降粘劑如腐植酸鈉、XY-27等都不能有效地解決問題，且現(xiàn)有降粘劑的抗溫能力普遍不高，一般不超過160°C，在深井高溫條件下使用受到一定的限制。 CN102675560A公開了一種抗高溫降粘劑的制備方法，包括以下步驟在反應釜中，將氫氧化鉀加入適量的水中，配成氫氧化鉀溶液，然后在冷卻條件下慢慢加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸，然后再加入硫酸銅和栲膠并升溫，然后將反應混合液轉(zhuǎn)移到聚合反應釜中，在攪拌下加入過硫酸銨，一段時間后得到多孔的泡沫固體，將其泡沫固體進行干燥，最后經(jīng)粉碎，包裝，即得抗高溫降粘劑。該降粘劑易吸潮，可溶于水，用作鉆井液降粘劑，具有較強的耐溫，抗鹽和抗鈣鎂的能力，特別適用于高溫深井。但是，該方法以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸為主要原料，產(chǎn)品成本高；該方法反應最后產(chǎn)品狀態(tài)為泡沫固體，將泡沫固體從反應釜中移出比較困難，生產(chǎn)工藝比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種工藝簡單、成本低的鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種鉆井液用抗高溫降粘劑，按原料總量1000質(zhì)量份計，原料的質(zhì)量配比為木質(zhì)素30-100份，丙烯酸單體70-120份，丙烯腈20_80份，馬來酸酐20_80份，堿20-80份，鐵粉10-40份，引發(fā)劑50-100份，甲酸鹽10-400份，其余為水；按以下方法制得將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及部分鐵粉加入水中，60_75°C反應I 2h ;降溫到48 52°C加入引發(fā)劑，再加入丙烯腈，50-70°C反應I 3h ;加堿中和，再加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌，即得。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的木質(zhì)素是木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的引發(fā)劑是七水硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比為1:2 3的組
八
口 ο根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的甲酸鹽是甲酸鈉、甲酸鉀或甲酸銫。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的堿是15 22wt%氫氧化鈉溶液、15^22wt%氫氧化鉀溶液或25 32wt%氨水。進一步優(yōu)選，所述的堿是20wt%氫氧化鈉溶液、20wt%氫氧化鉀溶液或30wt%氨水。根據(jù)本發(fā)明，一種鉆井液用抗高溫降粘劑的制備方法，包括如下步驟(I)將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及鐵粉的1/2 3/5加入水中，升溫至60_75°C反應I 2h ;(2)降溫到48飛2°C，加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為七水硫酸亞鐵和雙氧水的組合；再加入丙烯腈，在50-70°C反應I 3h ;(3)停止加熱，加入堿中和；(4)加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌3(Γ40分鐘，放料。 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中，降溫到50°C，加入引發(fā)劑。本發(fā)明所述方法制得的鉆井液用抗高溫降粘劑外觀為黑色或淡黃色液體，無異味，在水中具有很好的分散和溶解作用。本發(fā)明由木質(zhì)素、丙烯酸、丙烯腈和馬來酸酐共聚反應制得陰離子共聚物的產(chǎn)品，本發(fā)明特選甲酸鹽為密度調(diào)節(jié)劑，且能改善產(chǎn)品的抗溫能力和降粘效果。堿為PH調(diào)節(jié)劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(1)以木質(zhì)素和丙烯酸為主要原料，制備工藝簡單，成本低廉；(2)在低密度鉆井液和高密度鉆井液中都具有良好的降粘效果，使用范圍廣；(3)抗溫能力達180°C，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，不起泡。
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，但是不應該認為本發(fā)明被下面特定例子所限定。各實施例中原料的用量“份”均為質(zhì)量份，各濃度(％)均為質(zhì)量百分比。本實施例制備的抗高溫降粘劑樣品的性能測試方法如下( I)外觀在室溫條件(25°C下)目測。(2)降粘率的測定在4個盛有400mL蒸懼水的攪拌杯中，分別加入24g鈉膨潤土、O. 8g無水碳酸鈉，用高速攪拌器攪拌5min，取下容器，刮下粘附在容器上的膨潤土，繼續(xù)攪拌15min。在室溫條件下將每個懸浮液在密閉容器中養(yǎng)護24h，用重晶石加重至密度為I. 65g/cm3做為基漿。取2份基漿，在高速攪拌條件下加8. OmL實施例制備的降粘劑樣品，高速攪拌5min，測其Φ100 ;另兩份基漿直接高攪5min，然后測定其Φ100。然后將試驗結(jié)束的漿裝入老化罐中，在180°C條件下老化16小時，老化結(jié)束后，分別測定各漿的Φ 100，計算老化后降粘率。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用抗高溫降粘劑，按原料總量1000質(zhì)量份計，原料的質(zhì)量配比為 木質(zhì)素30-100份，丙烯酸單體70-120份，丙烯腈20-80份，馬來酸酐20-80份，堿20-80份，鐵粉10-40份，引發(fā)劑50-100份，甲酸鹽10-400份，其余為水； 按以下方法制得 將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及部分鐵粉加入水中，60-75 °C反應I 2h ;降溫到48 52°C加入引發(fā)劑，再加入丙烯腈，50-70°C反應I 3h ;加堿中和，再加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井液用抗高溫降粘劑，其特征在于，所述的木質(zhì)素是木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井液用抗高溫降粘劑，其特征在于，所述的引發(fā)劑是七水硫酸亞鐵和雙氧水質(zhì)量比為1:2 3的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井液用抗高溫降粘劑，其特征在于，所述的甲酸鹽是甲酸鈉、甲酸鉀或甲酸銫。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆井液用抗高溫降粘劑，其特征在于，所述的堿是15 22wt%氫氧化鈉溶液、15 22wt%氫氧化鉀溶液或25 32wt%氨水。
6.權(quán)利要求f5任一項所述的鉆井液用抗高溫降粘劑的制備方法，包括如下步驟 (1)將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及鐵粉的1/2 3/5加入水中，升溫至60-75°C反應I 2h ； (2)降溫到48飛2°C，加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為七水硫酸亞鐵和雙氧水的組合；再加入丙烯腈，在50-70°C反應I 3h; (3)停止加熱，加入堿中和； (4)加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌3(Γ40分鐘，放料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆井液用抗高溫降粘劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，降溫到50°C，加入引發(fā)劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鉆井液用抗高溫降粘劑及其制備方法。鉆井液用抗高溫降粘劑是按以下方法制得將木質(zhì)素、丙烯酸、馬來酸酐及部分鐵粉加入水中，60-75℃反應1～2h；降溫到48~52℃加入引發(fā)劑，再加入丙烯腈，50-70℃反應1～3h；加堿中和，再加入甲酸鹽和余量的鐵粉，攪拌30min，即得抗高溫降粘劑。本發(fā)明工藝簡單，成本低廉；所得降粘劑在低密度鉆井液和高密度鉆井液中都具有良好的降粘效果，抗溫能力達180℃，可用于深井及超深井；本發(fā)明的降粘劑與鉆井液配伍性好，對鉆井液性能無不良影響。
文檔編號C09K8/035GK102899007SQ20121042886
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者呂開河, 韓立國, 任冠龍 申請人:中國石油大學(華東)