本發(fā)明涉及石油鉆井工程油田化學(xué)，尤其涉及一種超高溫高密度水基鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來隨著世界油氣勘探開發(fā)的不斷深入，油氣開采逐漸由淺部地層轉(zhuǎn)向深部超深部地層。在深部地層鉆進(jìn)過程中隨著井深的不斷增加，井底溫度也越來越高，這對高溫環(huán)境下的鉆井液各項性能提出了更高的要求。在深部超高溫高壓地層條件下，鉆井液普遍存在流變性差、高溫高壓濾失量大、沉降穩(wěn)定性差、抗污染能力弱的問題，容易導(dǎo)致井下復(fù)雜情況頻發(fā)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種超高溫高密度水基鉆井液及其制備方法。本發(fā)明提供的超高溫高密度水基鉆井液流變性好、懸浮穩(wěn)定性強、高溫高壓濾失量低和抗污染能力強。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:

3、本發(fā)明提供了一種超高溫高密度水基鉆井液，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

4、水100份，高溫懸浮劑1.0～2.0份，堿性ph調(diào)節(jié)劑0.5～2.0份，抗高溫聚合物增粘降濾失劑1.0～4.0份，抗高溫降粘劑1.0～3.0份，防塌封堵劑2.0～4.0份，高溫穩(wěn)定劑10～20份，加重劑；所述加重劑的質(zhì)量份數(shù)以使所述超高溫高密度水基鉆井液的密度為2.1～2.5g/cm3為準(zhǔn)；

5、所述抗高溫聚合物增粘降濾失劑由單體聚合而得，所述單體包括丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化銨、1-乙烯基-2-吡咯烷酮和(2-丙烯酰氧)異戊烯磺酸鈉；

6、所述抗高溫降粘劑為單寧接枝共聚物，所述單寧接枝共聚物為單寧酸經(jīng)甲醛、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉改性后得到；

7、所述防塌封堵劑為聚合物改性瀝青，所述聚合物改性瀝青為天然瀝青經(jīng)氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物改性并磺化得到。

8、優(yōu)選地，所述高溫懸浮劑為硅酸鎂鋁和/或硅酸鎂鋰，所述硅酸鎂鋁和硅酸鎂鋰的粒徑均為納米級別。

9、優(yōu)選地，所述抗高溫聚合物增粘降濾失劑的制備方法包括以下步驟：

10、將水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化銨、1-乙烯基-2-吡咯烷酮和(2-丙烯酰氧)異戊烯磺酸鈉混合，得到混合液；所述混合液的ph值為7；

11、將所述混合液與引發(fā)劑混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到凝膠狀產(chǎn)物；

12、將所述凝膠狀產(chǎn)物依次進(jìn)行洗滌和干燥，得到所述抗高溫聚合物增粘降濾失劑。

13、優(yōu)選地，所述水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化銨、1-乙烯基-2-吡咯烷酮和(2-丙烯酰氧)異戊烯磺酸鈉的質(zhì)量比為200:(10～20):(15～30):(10～20):(5～10):(5～10)；所述聚合反應(yīng)的溫度為60～65℃，時間為3～5h。

14、優(yōu)選地，所述抗高溫降粘劑的制備方法包括以下步驟：

15、將水、單寧酸和甲醛溶液混合，所得混合液進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到縮聚產(chǎn)物；所述混合液的ph值為8；

16、將所述縮聚產(chǎn)物與丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸鈉和引發(fā)劑混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚合產(chǎn)物；

17、將所述聚合產(chǎn)物依次進(jìn)行洗滌和干燥，得到所述抗高溫降粘劑。

18、優(yōu)選地，所述甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％，所述水、單寧酸、甲醛溶液、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉的質(zhì)量比為200:(50～80):(8～15):(5～10):(10～25):(5～10)；所述縮聚反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為1～2h；所述聚合反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為2～3h。

19、優(yōu)選地，所述防塌封堵劑的制備方法包括以下步驟：

20、將有機溶劑、天然瀝青和氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物混合，得到混合物；

21、將所述混合物與發(fā)煙硫酸混合進(jìn)行磺化反應(yīng)，得到磺化產(chǎn)物；

22、將所述磺化產(chǎn)物的ph值調(diào)節(jié)至9后，依次進(jìn)行除有機溶劑和干燥，得到所述防塌封堵劑。

23、優(yōu)選地，所述有機溶劑、天然瀝青、氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和發(fā)煙硫酸的質(zhì)量比為(50～70):(10～20):(0.5～3):(5～10)；所述磺化反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為2～3h。

24、優(yōu)選地，所述高溫穩(wěn)定劑為甲酸鈉、甲酸鉀和甲酸銫中的一種或幾種；所述加重劑為球型四氧化三錳微粉；所述堿性ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鎂中的一種或幾種。

25、本發(fā)明提供了以上技術(shù)方案所述超高溫高密度水基鉆井液的制備方法，包括以下步驟：

26、將水、高溫懸浮劑、堿性ph調(diào)節(jié)劑、抗高溫聚合物增粘降濾失劑、抗高溫降粘劑、防塌封堵劑、高溫穩(wěn)定劑和加重劑混合，得到所述超高溫高密度水基鉆井液。

27、本發(fā)明提供了一種超高溫高密度水基鉆井液，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：水100份，高溫懸浮劑1.0～2.0份，堿性ph調(diào)節(jié)劑0.5～2.0份，抗高溫聚合物增粘降濾失劑1.0～4.0份，抗高溫降粘劑1.0～3.0份，防塌封堵劑2.0～4.0份，高溫穩(wěn)定劑10～20份，加重劑；所述加重劑的質(zhì)量份數(shù)以使所述超高溫高密度水基鉆井液的密度為2.1～2.5g/cm3為準(zhǔn)；所述抗高溫聚合物增粘降濾失劑由單體聚合而得，所述單體包括丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化銨、1-乙烯基-2-吡咯烷酮和(2-丙烯酰氧)異戊烯磺酸鈉；所述抗高溫降粘劑為單寧接枝共聚物，所述單寧接枝共聚物為單寧酸經(jīng)甲醛、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉改性后得到；所述防塌封堵劑為聚合物改性瀝青，所述聚合物改性瀝青為天然瀝青經(jīng)氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物改性并磺化得到。本發(fā)明以抗高溫聚合物增粘降濾失劑、抗高溫降粘劑和防塌封堵劑為核心處理劑，配合高溫懸浮劑、高溫穩(wěn)定劑、加重劑和堿性ph調(diào)節(jié)劑，所得水基鉆井液的密度達(dá)到2.5g/cm3、抗溫達(dá)到250℃，在超高溫高密度條件下流變性穩(wěn)定，高溫下失水造壁性能優(yōu)，長時間的沉降穩(wěn)定性能好，抗污染能力強，有利于在深井、超深井以及鹽膏層等復(fù)雜地層的應(yīng)用；此外，本發(fā)明提供的超高溫高密度水基鉆井液具有處理劑加量較小，現(xiàn)場配置方便等特點，易于現(xiàn)場應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述高溫懸浮劑為硅酸鎂鋁和/或硅酸鎂鋰，所述硅酸鎂鋁和硅酸鎂鋰的粒徑均為納米級別。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述抗高溫聚合物增粘降濾失劑的制備方法包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化銨、1-乙烯基-2-吡咯烷酮和(2-丙烯酰氧)異戊烯磺酸鈉的質(zhì)量比為200:(10～20):(15～30):(10～20):(5～10):(5～10)；所述聚合反應(yīng)的溫度為60～65℃，時間為3～5h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述抗高溫降粘劑的制備方法包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％，所述水、單寧酸、甲醛溶液、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉的質(zhì)量比為200:(50～80):(8～15):(5～10):(10～25):(5～10)；所述縮聚反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為1～2h；所述聚合反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為2～3h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述防塌封堵劑的制備方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述有機溶劑、天然瀝青、氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和發(fā)煙硫酸的質(zhì)量比為(50～70):(10～20):(0.5～3):(5～10)；所述磺化反應(yīng)的溫度為60～70℃，時間為2～3h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫高密度水基鉆井液，其特征在于，所述高溫穩(wěn)定劑為甲酸鈉、甲酸鉀和甲酸銫中的一種或幾種；所述加重劑為球型四氧化三錳微粉；所述堿性ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鎂中的一種或幾種。

10.權(quán)利要求1～9任意一項所述超高溫高密度水基鉆井液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種超高溫高密度水基鉆井液及其制備方法，涉及油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的超高溫高密度水基鉆井液包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：水100份，高溫懸浮劑1.0～2.0份，堿性pH調(diào)節(jié)劑0.5～2.0份，抗高溫聚合物增粘降濾失劑1.0～4.0份，抗高溫降粘劑1.0～3.0份，防塌封堵劑2.0～4.0份，高溫穩(wěn)定劑10～20份，加重劑；所述加重劑的質(zhì)量份數(shù)以使鉆井液的密度為2.1～2.5g/cm3為準(zhǔn)。本發(fā)明提供的鉆井液密度可達(dá)2.5g/cm3、抗溫可達(dá)250℃，在超高溫高密度條件下流變性穩(wěn)定，失水造壁性能優(yōu)，長時間的沉降穩(wěn)定性能好，抗污染能力強，有利于在深井、超深井以及鹽膏層等復(fù)雜地層的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：崔強,王孝山,汪珂欣,雷新超,杜林雅,胡元元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司上海海洋油氣分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9