一種鉆井液用增黏劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井液用增黏劑及其制備方法，屬于油田鉆井液用處理劑合成【技術(shù)領(lǐng)域】，由丙烯酰胺、含磺酸基單體A、吡咯烷酮類(lèi)單體B按質(zhì)量比10：（3~5）：（0.7~1.5）的比例混合后，調(diào)節(jié)溶液pH值，加入交聯(lián)劑C、分子量調(diào)節(jié)劑D、引發(fā)劑，經(jīng)共聚交聯(lián)得網(wǎng)狀聚合物。本發(fā)明簡(jiǎn)便可行，反應(yīng)時(shí)間短。所得增黏劑具有良好的抗鹽能力，抗溫達(dá)135℃，在鉆井液中使用具有良好的提黏切、降低濾失量的效果，能顯著改善鉆井液高溫條件下的攜巖能力，效果明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)常用的增黏劑?？蓮V泛應(yīng)用于淡水鉆井液和飽和鹽水鉆井液，具有較好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鉆井液用增黏劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆井液用增黏劑及其制備方法，屬于油田鉆井液用處理劑合成技 術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 近年來(lái)，隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，鉆遇地層日趨復(fù)雜，如高溫、高含鹽、鹽膏 層、易水敏地層等，為了保證鉆井作業(yè)的安全順利進(jìn)行，要求鉆井液具有良好的抗鹽和抗 溫、攜巖及穩(wěn)定井壁等性能，這就需要一些抗高溫、抗鹽性能良好的鉆井液用處理劑，來(lái)滿(mǎn) 足配制高性能鉆井液的要求，其中，鉆井液增黏劑是鉆井液用處理劑中重要的一類(lèi)。在高溫 高鹽條件下，鉆井液中的增黏劑會(huì)發(fā)生降解、失效等變化，從而使鉆井液的性能發(fā)生改變， 攜巖能力變差，并且不易調(diào)整和控制。這種情況下，易導(dǎo)致壓差卡鉆、井漏、井壁失穩(wěn)等井下 復(fù)雜情況的發(fā)生，無(wú)法保證鉆井作業(yè)的安全高效，增加鉆井綜合成本。因此，需要開(kāi)發(fā)能在 高溫高鹽環(huán)境下提高鉆井液黏度和切力的處理劑，改善鉆井液的流變性和懸浮穩(wěn)定性，以 滿(mǎn)足鉆井液攜巖的需要。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，用來(lái)改善鉆井液流變性和懸浮穩(wěn)定性的主要是增黏劑，可以明顯提 高鉆井液的黏度，但對(duì)切力提高不明顯，尤其是在鹽水鉆井液中；耐溫一般為120°C，超過(guò) 后增黏效果迅速下降，甚至完全失效，比如生物聚合物黃原膠、80A51等。
[0004] 專(zhuān)利201010593450. 8公開(kāi)了一種鉆井液抗高溫增黏劑及其制備方法，各組成成 分的質(zhì)量比為：淀粉：瓜兒膠：堿性氫氧化物：環(huán)氧化物：醇類(lèi)溶劑=1 :〇. 05?5 :0. 01? 2 :0.02?6 :0?9,在制備過(guò)程中需要加入大量有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境帶來(lái)不利影響；專(zhuān)利 201110184384. 3公開(kāi)了一種鉆井液用增黏劑的制備方法，使用原料為丙烯酰胺、水、引發(fā) 齊U、氫氧化鈉、甲醛、亞硫酸氫鈉、乙醇，但在制備過(guò)程中需要用乙醇沉淀分離反應(yīng)物、真空 干燥，生產(chǎn)工藝繁瑣；專(zhuān)利201010172382. 8公開(kāi)了一種鉆井液用抗高溫抗鹽增黏劑的制備 方法，其主要成分為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸共聚物，在溫度為 180°C、30%以上鹽水漿中，巖屑滾動(dòng)回收率超過(guò)90%，但沒(méi)有提及增黏效果及巖屑的清水 回收率。專(zhuān)利201310061721. 9公開(kāi)了一種鉆井液增黏劑及其制備方法，是由非離子型、陰 離子型水溶性單體和陽(yáng)離子型疏水單體進(jìn)行聚合而成，在260°C條件下具有良好的增黏性 能，但高溫老化后鉆井液切力較低，沒(méi)有提及抗鹽性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)高溫高鹽條件下對(duì)鉆井液的黏度和切力、以及攜巖能力的 提高，有效改善復(fù)雜地層鉆井過(guò)程中鉆井液的流變性和沉降穩(wěn)定性，而提供一種鉆井液用 增黏劑。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述鉆井液用增黏劑的制備方法。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)：
[0008] 鉆井液用增黏劑，結(jié)構(gòu)通式為：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 鉆井液用增黏劑，其特征在于：鉆井液用增黏劑是由丙烯酰胺、含磺酸基單體A、吡 咯烷酮類(lèi)單體B按質(zhì)量比10 : (3?5) : (0. 7?1. 5)的比例混合后，調(diào)節(jié)溶液pH值，加入交 聯(lián)劑C、分子量調(diào)節(jié)劑D、引發(fā)劑，經(jīng)共聚交聯(lián)得網(wǎng)狀聚合物，結(jié)構(gòu)通式為：
其中，X= 14,Y= 1 ?3,Z= 0· 5 ?I. 4 !R1 為-CONH2 ;R2 為-CoNHC(CH3)2CH2SO3H I I 或-COO(CH2) 4S03H;R3 為^卜Gj0R4 為-Nhch2Nh-或-0 (CH2) 2〇-。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑，其特征是：所述含磺酸基單體A是Al為 2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或A2為2-丙烯酰氧丁基磺酸中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑，其特征是：所述吡咯烷酮類(lèi)單體B為 BlN-乙烯基吡咯烷酮或B2N-乙烯基己內(nèi)酰胺中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑，其特征是：所述交聯(lián)劑C為C1N、N-亞甲基 雙丙烯酰胺或C2二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑，其特征是：所述分子量調(diào)節(jié)劑D是Dl異丙 醇、D2硫酸銅、D3氯化鐵、D4十二烷基硫醇或D5亞磷酸鈉中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑，其特征是：所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨和亞硫 酸氫鈉，比例為2 :1。
7. -種如權(quán)利要求1所述的鉆井液用增黏劑的制備方法，其特征是：包括以下步驟： (1) 將10質(zhì)量份的丙烯酰胺、3?5質(zhì)量份含磺酸基單體A、0. 7?1. 5質(zhì)量份的吡咯 烷酮類(lèi)單體B溶于清水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為6?8 ; (2) 將占步驟（1)所述的丙烯酰胺、含磺酸基單體A和吡咯烷酮類(lèi)單體B總質(zhì)量的 0.05 %?0. 1 %的交聯(lián)劑C溶解于清水中； (3) 將占步驟（1)所述的丙烯酰胺、含磺酸基單體A和吡咯烷酮類(lèi)單體B總質(zhì)量的 0. 1%?0.5%的分子量調(diào)節(jié)劑D溶解于清水中后，與步驟（1)和步驟（2)所得的溶液一起 加入反應(yīng)容器中，升溫至25?40°C; (4) 將占步驟（1)所述的丙烯酰胺、含磺酸基單體A和吡咯烷酮類(lèi)單體B總質(zhì)量的 0. 5%?1. 0%的過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉分別溶解于清水，得到引發(fā)劑溶液； (5) 將步驟（4)所得的引發(fā)劑溶液依次加入步驟（3)的反應(yīng)容器中，聚合反應(yīng)時(shí)間為 5?30分鐘，得到固相含量為50%?70%的增黏劑產(chǎn)品，將產(chǎn)物烘干、粉碎即得到鉆井液用 增黏劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK104311730SQ201410419965
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】馬文英, 李曉嵐, 舒尚文, 李保慧, 鐘靈 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