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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水基钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法、应用,属于油田化学。
技术介绍
1、我国浅层油气资源储量经过多年开采,现已进入锐减阶段。因此,深层、超深层油气资源已成为目前重点勘探开发领域。尤其是在超过8000m井深的超深井的数量逐年增加的情况下,超过10000m井深的万米深井已然成为当前和未来的研究重点及热点。但是随着钻井深度的不断深入,易漏失、易坍塌等复杂地质环境层出不穷,井内温度更是不断升高,目前塔里木盆地、四川盆地、准噶尔盆地所钻的深井、超深井井温均超过170℃,导致钻探开采难度增加。这些钻井问题都与钻井液技术直接相关,因此,高温环境是钻井液必须面对的问题,更是研究的重点和难点,必须通过钻井液技术攻关才能有效解决。
2、钻井液技术其性能的好坏主要取决于钻井液处理剂,其中聚合物处理剂具有利于井壁稳定、对油气层损坏小等优点,在国内外应用最多。而降滤失剂作为聚合物处理剂中的关键主剂,其性能直接影响钻井液的造壁性、流变性等性能,因此,其抗温性面临着更高的要求和挑战。目前,国内外现有的降滤失剂普遍存在着难以抗高温的问题,尤其是在高温老化的复杂环境下存在发生严重降解问题,严重影响钻井液的使用性能。因此,具有抗温、成本低廉、易于工业化等优势的钻井液降滤失剂成为当前急需的钻井液处理剂之一,具有十分重要的应用价值。
3、基于以上背景,本专利通过分子结构设计,针对性的开发出一种新型降滤失剂,达到在高温下稳定使用目的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供
2、本专利技术通过下述技术方案实现:
3、一种抗高温降滤失剂,按质量百分比包括下述组分:
4、丙烯酰胺 20~40%;
5、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑1~2%;
6、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 2~4%;
7、乙烯基吡咯烷酮 1~2%;
8、甲基丙基二烯丙基氯化铵 2~4%;
9、木质素磺酸盐 2~5%;
10、引发剂 0.1~0.2%;
11、剩余部分为去离子水。
12、进一步的,所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(v044)、偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)、过硫酸铵、过硫酸钾中的任意一种。
13、进一步的,产物的结构式中包括式(ⅰ)结构单元:
14、(ⅰ)。
15、一种抗高温降滤失剂的制备方法,包括下述步骤:
16、s1、用去离子水配制1~2mol/l的碱溶液,
17、s2、按权利要求1的原料及配比取丙烯酰胺、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙基二烯丙基氯化铵、木质素磺酸盐各原料,将原料置于盛放容器中,搅拌至溶解完全,再使用步骤s1中的碱溶液调节溶液的ph值至7~8,并向溶液中通入n2排空气20~30min;
18、s3、再向步骤s2中的溶液中加入引发剂,在55~55℃下反应4~8h,反应结束后冷冻干燥,洗涤,经粉碎后得到抗高温降滤失剂。
19、进一步的,步骤s1中,所述碱溶液为naoh、koh、碳酸钠或碳酸氢钠溶液。
20、一种抗高温降滤失剂的应用,采用如前述抗高温降滤失剂在制备抗高温水基钻井液中的应用。
21、进一步的,抗高温水基钻井液按钻井液质量百分比计,包括下述组分:
22、抗高温降滤失剂 1~2 份;
23、磺化褐煤 1~4份;
24、润滑剂 1~3份;
25、膨润土 0.5~3份。
26、进一步的,将膨润土加水化成为膨润土浆,配制完成后持续搅拌至水化16h以上,再加入抗高温降滤失剂后,再加入磺化褐煤,再加入剩余添加剂,加料完毕后持续搅拌不少于2h或循环两周。
27、本专利技术与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
28、一、本专利技术中,在传统的降滤失剂(如cn102433108a:采用丙烯酰胺、丙烯酸、烯基磺酸盐等)制备原料基础上,新引入甲基丙基二烯丙基氯化铵,在原有的反应体系中引入磺酸基团,以提升聚合物的抗温性;同时引入了苯环及环烷烃结构,在提升聚合物类降滤失剂本身刚性的同时进一步提升聚合物的耐温性;另外,引入的胺基等亲水基团使分子具有很强的水化作用,能够在黏土表面形成吸附水化层,另外,本专利技术在合成中通过接枝木质素磺酸盐,利用其吸附在黏土颗粒的端面,提高胶粒的相均电位绝对值,降低黏土絮凝程度,达到调节滤饼质量的效果,更深一步提升下游产品的高温稳定性能、在高温下具有良好的亲水特性,有效控制深井超深井水基钻井液的滤失量。
29、二、本专利技术中,所使用的原料在市场上可购买或订制,且降滤失剂的制备方法简单、容易操作,一步反应即可得到产物,制备方法采用常规的降滤失剂制备设备即可。
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1.一种抗高温降滤失剂,其特征在于,按质量百分比包括下述组分:
2.根据权利要求1所述的一种抗高温降滤失剂,其特征在于:所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸铵、过硫酸钾中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温降滤失剂,其特征在于:产物的结构式中包括式(Ⅰ)结构单元:
4.一种抗高温降滤失剂的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
5.根据权利要求4所述的一种抗高温降滤失剂的制备方法,其特征在于:步骤S1中,所述碱溶液为NaOH、KOH、碳酸钠或碳酸氢钠溶液。
6.一种抗高温降滤失剂的应用,其特征在于:采用如权利要求1所述抗高温降滤失剂在制备抗高温水基钻井液中的应用。
7.根据权利要求6所述的一种抗高温降滤失剂的应用,其特征在于,抗高温水基钻井液按钻井液质量百分比计,包括下述组分:
8.根据权利要求7所述的一种抗高温降滤失剂的应用,其特征在于,抗高温水基钻井液的制备方法为:将膨润土加水化成为膨润土浆,配制完成后持续搅拌至水化16h以上,再加入抗高温降滤失剂后,再加入
...【技术特征摘要】
1.一种抗高温降滤失剂,其特征在于,按质量百分比包括下述组分:
2.根据权利要求1所述的一种抗高温降滤失剂,其特征在于:所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸铵、过硫酸钾中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温降滤失剂,其特征在于:产物的结构式中包括式(ⅰ)结构单元:
4.一种抗高温降滤失剂的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
5.根据权利要求4所述的一种抗高温降滤失剂的制备方法,其特征在于:步骤s1中,所述碱溶液为naoh、koh、碳酸钠或碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:周楚翔,王兰,吴刚,杨梦莹,陈璇悦,欧阳伟,陶怀志,陈洋,杨晓峰,王睿,
申请(专利权)人:中国石油天然气集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
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