一種鑽井液用抗高溫降失水劑及其製備方法與流程
2023-12-10 14:30:02
本發明涉及油氣井開採領域，尤其涉及一種鑽井液用抗高溫降失水劑及其製備方法。
背景技術：
：目前，中國陸上和海上石油天然氣開採均向深層(地下4500m以深)、超深層(地下6000m以深)，以及頁巖氣等含油氣領域延伸，如四川、新疆、南海等油區。鑽井過程中鑽井液處於高溫(220-250℃甚至更高的溫度)、高壓(大於70MPa)，高密度(大於2.0g/cm3)等條件中，易導致泥餅質量差、濾失量大等技術難題。現有技術的降濾失劑以高分子聚合物類、腐殖酸胺類、木質素類和瀝青類居多。但此類降濾失劑易增大摩阻、且相對分子質量較高，為了在鹽水鑽井液和高溫條件下起到降濾失作用，就必須提高加入量，由此會到導致鑽井液粘度過高，泥餅過厚，反而導致濾失量增大。技術實現要素：本發明提供一種鑽井液用抗高溫降失水劑及其製備方法，解決上述現有技術不足，由天然樹脂、高溫穩定劑、陽離子單體等合成，抗溫可達250℃，不起泡，粘度效應低，配伍性好，產品中含有不同粒徑級配的剛性粒子、可軟化成膜粒子，通過直接參與泥餅形成，並在泥餅表面形成高強度吸附膜，降低泥餅滲透率，改善泥餅質量，達到降低高溫高壓濾失量的作用。為了實現本發明的目的，擬採用以下技術：一種鑽井液用抗高溫降失水劑，其特徵在於，由以下組分原料按照質量和100％構成：松香酸10～15％；丙三醇8～12％；磺化瀝青30～40％；陽離子澱粉10～12％；暫堵劑10～20％；高溫穩定劑12～14％；除氧劑0.5～1.0％；其中，陽離子澱粉由澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚構成，高溫穩定劑由磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂構成，所述暫堵劑由叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣構成。進一步，所述陽離子澱粉中的澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚比例為1:1.5。進一步，所述暫堵劑中的叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣比例為8:10:5。進一步，所述高溫穩定劑中的磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂比例為1:1。所述除氧劑為亞硫酸鈉。一種鑽井液用抗高溫降失水劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：步驟a：按照組分配比將各原料進行備料；步驟b：向松香酸中加入丙三醇，並在170-190℃條件下攪拌2h後，發生酯化反應；步驟c：再加入磺化瀝青、陽離子澱粉、暫堵劑、高溫穩定劑、除氧劑，在120℃條件下進行攪拌混合，3-4h後，製得鑽井液用抗高溫降失水劑。本發明的有益效果：製得的鑽井液抗高溫降失水劑，後簡稱JNJS-220，由天然樹脂、高溫穩定劑、陽離子單體等合成，抗溫可達250℃，不起泡，粘度效應低，與其它處理劑有良好的協同效應和配伍性。產品中含有不同粒徑級配的剛性粒子、可軟化成膜粒子，通過直接參與泥餅形成，並在泥餅表面形成高強度吸附膜，運用封堵原理降低泥餅滲透率，改善泥餅質量，達到降低高溫高壓濾失量的作用。並通過對地層微孔微縫的嵌入、半嵌入封堵，膜覆蓋等作用機理，改善鑽井液體系的防塌能力。具體實施方式實施例1：按照組分配比將各原料進行備料：松香酸10％；丙三醇8％；磺化瀝青30％；陽離子澱粉10％；暫堵劑10％；高溫穩定劑12％；除氧劑0.5％；其中，陽離子澱粉由澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚按照1:1.5構成，高溫穩定劑由磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂按照1:1構成，暫堵劑由叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣按照8:10:5構成，除氧劑為亞硫酸鈉。向松香酸中加入丙三醇，並在170℃條件下攪拌2h後，發生酯化反應；再加入磺化瀝青、陽離子澱粉、暫堵劑、高溫穩定劑、除氧劑，在120℃條件下進行攪拌混合，3h後，製得鑽井液用抗高溫降失水劑。實施例2：按照組分配比將各原料進行備料：松香酸15％；丙三醇12％；磺化瀝青40％；陽離子澱粉12％；暫堵劑20％；高溫穩定劑14％；除氧劑1.0％；其中，陽離子澱粉由澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚按照1:1.5構成，高溫穩定劑由磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂按照1:1構成，暫堵劑由叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣按照8:10:5構成，除氧劑為亞硫酸鈉。向松香酸中加入丙三醇，並在190℃條件下攪拌2h後，發生酯化反應；再加入磺化瀝青、陽離子澱粉、暫堵劑、高溫穩定劑、除氧劑，在120℃條件下進行攪拌混合，4h後，製得鑽井液用抗高溫降失水劑。實施例3：按照組分配比將各原料進行備料：松香酸12％；丙三醇10％；磺化瀝青35％；陽離子澱粉10％；暫堵劑15％；高溫穩定劑13％；除氧劑0.8％；其中，陽離子澱粉由澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚按照1:1.5構成，高溫穩定劑由磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂按照1:1構成，暫堵劑由叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣按照8:10:5構成，除氧劑為亞硫酸鈉。向松香酸中加入丙三醇，並在180℃條件下攪拌2h後，發生酯化反應；再加入磺化瀝青、陽離子澱粉、暫堵劑、高溫穩定劑、除氧劑，在120℃條件下進行攪拌混合，3h後，製得鑽井液用抗高溫降失水劑。實施例4：按照組分配比將各原料進行備料：松香酸14％；丙三醇11％；磺化瀝青38％；陽離子澱粉11％；暫堵劑18％；高溫穩定劑12％；除氧劑0.6％；其中，陽離子澱粉由澱粉叔氨基烷基醚和季銨澱粉醚按照1:1.5構成，高溫穩定劑由磺化酚醛樹脂和磺化褐煤樹脂按照1:1構成，暫堵劑由叔丁酚醛硫化樹脂、辛基酚醛硫化樹脂、碳酸鈣按照8:10:5構成，除氧劑為亞硫酸鈉。向松香酸中加入丙三醇，並在170℃條件下攪拌2h後，發生酯化反應；再加入磺化瀝青、陽離子澱粉、暫堵劑、高溫穩定劑、除氧劑，在120℃條件下進行攪拌混合，3h後，製得鑽井液用抗高溫降失水劑。按照GB/T15441-1995中所述的方法，採用發光細菌法使用ET-1500-1生物毒性分析儀測試實施例獲得的JNJS-220的急性毒性EC50，結果如下表所示：實施例1實施例2實施例3實施例41.44×104mg/L1.56×104mg/L1.37×104mg/L1.47×104mg/L測試結果表明，JNJS-220的急性毒性極低。在基漿中加入實施例獲得的JNJS-220，測試其性能變化，尤其對比高溫高壓濾失量。依次向300ml蒸餾水中加入1.47g無水碳酸鈉、7.88g鈉膨潤土、13.12g鈣土後低攪1h後，養護24h製備成基漿。再向基漿中加入6gJNJS-220和65g重晶石粉。在220℃溫度下滾動老化16h、120h、240h後，在常溫下測定基漿和加樣漿的流變性能(表觀粘度AV、塑性粘度PV、動切力PV和動塑比YP/PV)、中壓濾失量API、高溫高壓濾失量HTHP。如下表所示。同等老化條件下，加樣漿比基漿的HTHP濾失量顯著降低，流變性能無明顯變化；延長老化時間，加樣漿的濾失量顯著降低，能隨著老化時間增長發揮更好降濾失作用。配製25％NaCl欠飽和鹽水基漿，向其加入2％的JNJS-220製得加樣漿，評價降濾失性。220℃溫度下滾動老化16h後，常溫下測試欠飽和鹽水基漿和加樣漿的流變性能。由實驗可知，加樣漿粘度變化不大，HTHP濾失量大幅度下降。說明JNJS-220可抗25％NaCl。配製高密度20％KCL磺化欠飽和鹽水基漿，向其加入2％的JNJS-220製得加樣漿，評價降濾失性。將實驗漿在220℃溫度下滾動老化16h後，常溫下測試欠飽和鹽水基漿和加樣漿的流變性能。由實驗可知，在加樣漿粘度變化不大，HTHP濾失量下降明顯。說明JNJS-220可抗20％KCl。向高密度飽和鹽水聚磺鑽井液中加入2％的JNJS-220製得加樣漿，評價降濾失性。將實驗漿在220℃溫度下滾動老化16h後，常溫下測試欠飽和鹽水基漿和加樣漿的流變性能。實驗說明：在高密度飽和鹽水聚磺鑽井液現場井漿中，JNJS-220降濾失效果明顯，且對井漿的流變性能影響相對較小。當前第1頁1 2 3