鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法
2023-10-07 21:15:49 2
專利名稱：鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法
技術領域：
本發明涉及油田鑽井領域中一助劑的製備方法，特別是一種鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法。
背景技術：
隨著油氣勘探開發的縱深發展和鑽井行業向國外市場的日益拓展，超深井鑽井施工數量逐年增加。由於超深井鑽遇的地層複雜、井下高溫高壓以及作業周期長等，對超深井鑽井液技術提出了更高的要求。超深井鑽井液仍然面臨著高溫穩定性(老化)、高固相含量下的鑽井液流變性及濾失性調控和多套壓力層系地層安全密度窗口窄等技術難題。降濾失劑是用以保證鑽井液性能穩定，減少有害液體侵入地層，以及保證井徑規貝U、穩定井壁的重要鑽井液處理劑。隨著鑽遇地層日趨複雜，以及特殊井、超深井和複雜井數量的增多，對鑽井液降濾失劑提出了更高的要求，以滿足耐鹽性(Nacl濃度大於10%， CaCl2濃度大於5%)和耐溫性(溫度高於220°C)的新要求。糊化澱粉、羧甲基纖維素、褐煤等都是最早使用的鑽井液降濾失劑。隨著研究的不斷深入以及鑽遇地層的日趨複雜性， 已有的天然及天然改性的降濾失劑已經不能滿足鑽井條件的需要。目前，國內鑽井液中常用的降濾失劑抗溫性能達不到深井超深井鑽探需要，尤其是沒有抗溫能力達到240°C的聚合物降濾失劑。因此，在目前深井超深井鑽井液的維護處理中加入的處理劑種類多、加量大，這使得鑽井液中抗溫性能不好的各組分之間在高溫高壓條件下發生複雜的物理化學作用，影響鑽井液體系性能及其穩定性。這是造成目前深井超深井水基鑽井液濾失性、流變性難以調控的關鍵因素，也是深井超深井鑽探中引起複雜事故的鑽井液方面的主要原因。
發明內容
本發明的目的是提供一種鑽井液用耐溫抗鹽聚合物，該聚合物抗溫、抗鹽能力強，包被性能好，降濾失效果好，同時兼有抑制泥頁巖水化分散的作用。本發明採用的技術方案是該鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法包括下列步驟將丙烯醯胺、甲基丙烯磺酸、丙烯酸、丙烯腈和烯基季銨鹽按摩爾比55 79:10 20:5 10:5 10:1 5的比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總濃度為15 23%， 用氫氧化鉀調節PH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料50 90°C，加入聚合引發劑，加入量是反應物重量的0. 1 ，維持反應2- 4小時，終止反應，90 95°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。本發明具有如下有益效果本發明的聚合物中既含有具有吸附和水化雙重作用的陽離子基團，又含有大量的水化基團可以在粘土顆粒周圍形成緻密的水化層，阻止和延緩水分子與粘土表面接觸，起到防止粘土顆粒水化膨脹的作用；陽離子基團和陰離子基團在水中電離不受外加鹽的影響，還有可能阻止醯胺基的水解，具有耐溫抗鹽的優點。反應所需原料價廉易得，反應條件溫和，操作更加簡便，極易實現工業化，從而降低了成本，具有極高的市場化前景。本發明的目標物分子量適中，且應用方便，復配水基泥漿時，在同等溫度條件下，包被效果好。
具體實施例方式
下面結合具體實例對本發明作進一步說明。實施例1
將丙烯醯胺甲基丙烯磺 酸丙烯酸丙烯腈三甲基烯丙基氯化銨按摩爾比為 64:18:6:9:3比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總的質量濃度為19%，用氫氧化鉀調節PH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料70°C，加入聚合引發劑過硫酸銨，過硫酸銨加入量是反應物總重量的0. 3 wt%，維持反應4小時，終止反應，95°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。實施例2:
將丙烯醯胺甲基丙烯磺酸丙烯酸丙烯腈三甲基烯丙基氯化銨按摩爾比為 62:20:5:10:3比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總的質量濃度為16%，用氫氧化鉀調節PH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料75°C，加入聚合引發劑過硫酸鉀，過硫酸鉀加入量是反應物重量的0. 3 ，維持反應2小時，終止反應，90°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。實施例3:
將丙烯醯胺甲基丙烯磺酸丙烯酸丙烯腈二甲基烯二丙基氯化銨按摩爾比為 62:19:7:7:5比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總的質量濃度為21%，用氫氧化鉀調節PH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料65°C，加入聚合引發劑過硫酸銨，過硫酸銨加入量是反應物重量的0. 5 ，維持反應3小時，終止反應，95°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。實施例4:
將丙烯醯胺甲基丙烯磺酸丙烯酸丙烯腈二乙基二烯丙基氯化銨按摩爾比為 63:20:8:7:2比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總的質量濃度為22%，用氫氧化鉀調節PH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料70°C，加入聚合引發劑過硫酸鈉，過硫酸鈉加入量是反應物重量的0. 4 wt%，維持反應4小時，終止反應，90°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。實施例5:
抗溫性及降濾失效果評價
測試方法採用GB / T 16783. 1997 水基鑽井液現場測試程序。1.在淡水基漿中測試
基漿配製在高攪杯中加入400ml蒸餾水，在不斷攪拌下加入0. 8g無水碳酸鈉、16g 二級膨潤土和12g評價土，攪拌20分鐘，密閉靜置24h即為基漿。實驗漿配製及測試分別向預水化好的基漿中加入質量濃度為的評價樣品 (D301，實施例1 4樣)，高速攪拌均勻，測其流變性及濾失性。將實驗漿裝入高溫老化罐中，在240°C下熱滾老化16h，用同樣方法測量其流變性及濾失性。
權利要求
1.一種鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法，包括下列步驟將丙烯醯胺、甲基丙烯磺酸、丙烯酸、丙烯腈和烯基季銨鹽按摩爾比60 65:15 20:5 10:5 10:1 5的比例加入裝水的反應釜中，反應釜中單體總的質量濃度為15 23%，用氫氧化鉀調節pH，將 PH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料50 90°C，加入聚合引發劑，加入量是反應物重量的0. 1 ，維持反應2-4小時，終止反應，90 95°C條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。
2.根據權利要求1所述的鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法，其特徵為烯基季銨鹽為三甲基烯丙基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、二乙基二烯丙基氯化銨中的一種或幾種混合物。
3.根椐權利要求1所述的鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法，其特徵為聚合引發劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或幾種混合物。
全文摘要
本發明涉一種鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法。該鑽井液用耐溫抗鹽聚合物的製備方法包括下列步驟將丙烯醯胺、甲基丙烯磺酸、丙烯酸、丙烯腈和烯基季銨鹽按摩爾比55～79:10～20:5～10:5～10:1～5的比例加入裝水的反應釜中,反應釜中單體總的質量濃度為15～23%，用氫氧化鉀調節pH，將pH值調節到6-8，升溫加熱反應釜中的物料50～90℃，加入聚合引發劑,加入量是反應物重量的0.1～1wt％，維持反應2-4小時，終止反應，90～95℃條件下乾燥粉碎得細顆粒狀產品。該聚合物抗溫、抗鹽能力強，包被性能好，降濾失效果好，同時兼有抑制泥頁巖水化分散的作用。
文檔編號C08F220/56GK102181009SQ20111009385
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者孫安順 申請人:孫安順