一种pH响应型流型调节剂及其制备、应用方法技术

本发明专利技术提供一种pH响应型流型调节剂及其制备、应用方法，其技术方案是：将聚乙烯亚胺100份加入到装有温度控制器，搅拌器和回流冷凝管的反应釜中，再加入乙醇50份，搅拌至完全溶解；将反应釜的温度调至10℃，缓慢加入甲基丙烯酸甲酯70份，搅拌1h后将温度升高至80℃，回流状态下继续反应10h，反应结束后旋转蒸发除去乙醇和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到的产品即为本发明专利技术提到的pH响应型流型调节剂。利用本发明专利技术提供的pH响应型流型调节剂制备的无土相高密度可逆转乳化钻井液，不含有土相，最高温度达到150℃，最高密度可达到2.5g/cm3。。

【技术实现步骤摘要】
一种pH响应型流型调节剂及其制备、应用方法


[0001]本专利技术涉及钻井液
，特别涉及一种pH响应型流型调节剂及其制备、应用方法。

技术介绍

[0002]可逆转乳化钻井液技术是指在外界刺激下可实现钻井液在油包水型和水包油型之间相互转化的钻井液技术：钻井时，为油包水型钻井液，具有抑制性强、抗温能力高、井壁稳定效果好等优点；完井及后续作业时，可转化为水包油型钻井液，具有固井质量好、废弃物易处理等优点。
[0003]现有的可逆转乳化钻井液技术大部分是通过控制体系的酸碱性来达到控制钻井液在油包水和水包油乳化钻井液之间转化的目的：钻井阶段为油包水型钻井液，在完井阶段及其后续操作中，通过添加水溶性酸，可转化为水包油型钻井液；通过添加水溶性碱，又可以将钻井液重新转化为油包水型钻井液，从而实现钻井液的循环使用。
[0004]高密度可逆转乳化钻井液在转相过程中易出现加重剂沉降的现象，限制了该技术在高密度钻井液中的应用，此外，现有的可逆转乳化钻井液体系中大多存在有机土，不利于储层保护。
[0005]《国外油田工程》杂志2008年8月第8期刊登了一篇题为《适用于钻水平井的可逆转油包水钻井液研究》的资料，介绍了可逆转乳化钻井液，密度为1.2g/cm3，体系中含有2％的有机土。《精细石油化工进展》杂志2009年11月第10卷第11期刊登了一篇题为《可逆转油基钻井液体系配制及性能评价》的资料，介绍了一种可逆转乳化钻井液，最高密度达到1.5g/cm3，体系中含有2％的有机土。
[0006]中国专利技术专利ZL 201510807692.5公布了一种可逆转的合成基钻井液，最高密度达到1.5g/cm3。中国专利技术专利ZL 201611121485.5公布了一种可逆转乳化钻井液，密度最高达到1.8g/cm3。中国专利201811104237.9公布了一种高密度可逆转油包水/水包油钻井液，最高密度达到1.8g/cm3。中国专利201810862210.X公布了一种可逆乳化钻井液，最高密度达到1.7g/cm3。中国专利201810862221.8公布了一种高密度可逆转乳化钻井液，最高密度达到2.2g/cm3。
[0007]本申请人在先申请并公开了《一种抗高温可逆乳化剂的制备方法及其在钻井液中的应用》(ZL 201510808033.3)其中详细记载了一种抗高温可逆乳化剂的制备方法，其技术方案包括以下重量份的成分制备而成：十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份、环氧乙烷90份、白油100份、多元醇型表面活性剂50～65份、聚氧乙烯型表面活性剂35～50份；和其制备方法包括以下步骤：将十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份的混合物加入到喷雾式反应釜中，用氮气置换釜内空气并去尽空气，然后边抽真空边升温至100～120℃，釜内压力为0.1～0.2MPa，物料由反应釜内吸出再喷雾加入，同时喷雾加入环氧乙烷90份，如此循环，反应时间为4～10小时，反应结束后保温1～3小时，冷却至60～70℃，出料，将所得反应物倒入搅拌式反应容器中，保持温度为60～70℃，加入白
油100份，继续搅拌0.5～1.5小时，加入多元醇型表面活性剂50～65份，加入35～50份聚氧乙烯型表面活性剂，继续搅拌1.5～2.5小时，搅拌均匀冷却出料，即得抗高温可逆乳化剂。上述的抽真空升温的温度优选为110℃，物料经反应釜吸出喷雾与环氧乙烷的混合反应时间优选为6～8小时，物料与白油的搅拌时间优选为1小时，物料与多元醇型表面活性剂和聚氧乙烯型表面活性剂的搅拌时间优选为2小时。该专利技术还提到的另一种抗高温可逆乳化剂的制备方法，其技术方案是：包括以下重量份的成分制备而成：十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份、环氧乙烷90份、白油100份、多元醇型表面活性剂50～65份、聚氧乙烯型表面活性剂35～50份；其制备方法包括以下步骤：将十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份的混合物加入到喷雾式反应釜中，用氮气置换釜内空气并去尽空气，然后边抽真空边升温至100～120℃，釜内压力为0.1～0.2MPa，物料由反应釜内吸出再喷雾加入，同时喷雾加入环氧乙烷90份，如此循环，反应时间为4～10小时，反应结束后保温1～3小时，冷却至60～70℃，出料，将所得反应物倒入搅拌式反应容器中，保持温度为60～70℃，加入白油100份，继续搅拌0.5～1.5小时，加入多元醇型表面活性剂50～65份，加入35～50份聚氧乙烯型表面活性剂，继续搅拌1.5～2.5小时，搅拌均匀冷却出料，即得抗高温可逆乳化剂；所述多元醇型表面活性剂优选为斯盘80，所述聚氧乙烯型表面活性剂优选为吐温80。上述的白油优选为3#白油。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术的流型调节剂不具备pH响应功能，无法在转相前后均能为钻井液提供较高的切力，在不含有土相的情况下高密度钻井液(密度＞2.3g/cm3)在转相过程中极易出现加重剂沉降严重的现象，且现有技术不能满足无土相高密度(密度2.3g/cm3以上)可逆转乳化钻井液的配制要求，基于本申请人在先公开的《一种抗高温可逆乳化剂的制备方法及其在钻井液中的应用》(ZL 201510808033.3)中的一种抗高温可逆乳化剂，特提出了一种pH响应型流型调节剂及其制备、应用方法。
[0009]本专利技术的技术方案包括：
[0010]一种pH响应型流型调节剂，包括以下重量份的成分：90-110份聚乙烯亚胺、40-60份乙醇、60-80份甲基丙烯酸甲酯。
[0011]进一步的的pH响应型流型调节剂，包括以下重量份的成分：100份聚乙烯亚胺、50份乙醇、70份甲基丙烯酸甲酯，其中聚乙烯亚胺分子量为4335.21。
[0012]一种pH响应型流型调节剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将聚乙烯亚胺加入到装有温度控制器、搅拌器和回流冷凝管的反应釜中，再加入乙醇，搅拌至完全溶解；将反应釜的温度调至8-12℃，缓慢加入甲基丙烯酸甲酯，搅拌0.5-1.5h后将温度升高至75-85℃，回流状态下继续反应8-12h，反应结束后旋转蒸发除去乙醇和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到pH响应型流型调节剂。
[0014]pH响应型流型调节剂的制备方法进一步包括以下步骤：
[0015]将聚乙烯亚胺加入到装有温度控制器、搅拌器和回流冷凝管的反应釜中，再加入乙醇，搅拌至完全溶解；将反应釜的温度调至10℃，缓慢加入甲基丙烯酸甲酯，搅拌1h后将温度升高至80℃，回流状态下继续反应，反应结束后旋转蒸发除去乙醇和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到pH响应型流型调节剂。
[0016]一种pH响应型流型调节剂的应用方法，基于前述pH响应型流型调节剂，制备无土相高密度可逆转乳化钻井液，包括以下重量份的成分：基础油50～70份、可逆转乳化剂4～5份、氯化钙水溶液30～50份、pH响应型流型调节剂1～1.5份、润湿剂0.5～1份、降滤失剂3～3.5份、氧化钙0.5～1份，加重材料适量。
[0017]制备无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种pH响应型流型调节剂，其特征在于包括以下重量份的成分：90-110份聚乙烯亚胺、40-60份乙醇、60-80份甲基丙烯酸甲酯。2.根据权利要求1所述的pH响应型流型调节剂，其特征在于包括以下重量份的成分：100份聚乙烯亚胺、50份乙醇、70份甲基丙烯酸甲酯，其中聚乙烯亚胺分子量为4335.21。3.一种pH响应型流型调节剂的制备方法，其特征在于所述pH响应型流型调节剂是按照权利要求1或2所述pH响应型流型调节剂，包括以下步骤：将聚乙烯亚胺加入到装有温度控制器、搅拌器和回流冷凝管的反应釜中，再加入乙醇，搅拌至完全溶解；将反应釜的温度调至8-12℃，缓慢加入甲基丙烯酸甲酯，搅拌0.5-1.5h后将温度升高至75-85℃，回流状态下继续反应8-12h，反应结束后旋转蒸发除去乙醇和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到pH响应型流型调节剂。4.根据权利要求3所述pH响应型流型调节剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将聚乙烯亚胺加入到装有温度控制器、搅拌器和回流冷凝管的反应釜中，再加入乙醇，搅拌至完全溶解；将反应釜的温度调至10℃，缓慢加入甲基丙烯酸甲酯，搅拌1h后将温度升高至80℃，回流状态下继续反应，反应结束后旋转蒸发除去乙醇和未反应的甲基丙烯酸甲酯，得到pH响应型流型调节剂。5.一种pH响应型流型调节剂的应用方法，其特征在于：基于前述任一权利要求所述pH响应型流型调节剂，制备无土相高密度可逆转乳化钻井液，包括以下重量份的成分：基础油50~70份、可逆转乳化剂4~5份、氯化钙水溶液30~50份、pH响应型流型调节剂1~1.5份、润湿剂0.5~1份、降滤失剂3~3.5份、氧化钙0.5~1份，加重材料适量。6.根据权利要求5所述的pH响应型流型调节剂的应用方法，其特征在于：制备无土相高密度可逆转乳化钻井液的方法包括以下步骤：在高速搅拌器中依次加入基础油、可逆转...

【专利技术属性】
技术研发人员：石亚男，王旭东，郭保雨，柴金鹏，李蕾，王俊，李秀灵，
申请(专利权)人：中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：