[发明专利]钻井液高温保护剂及制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，特别涉及一种钻井液高温保护剂(抑制剂)及制造工艺。

背景技术

加快国内石油天然气资源勘探、开发特别是深层石油及天然气的勘探开发是我国石油工业稳产增产主要的解决途径。因而，深井、超深井的钻探就必将成为我国石油工业的一个重要方面。深层石油天然气储层的显著特点是高温高压，作为全国石油天然气产量的主力接替区的西部，其石油资源量的73％、天然气资源量的52％都埋藏在深地层。深层天然气大都具有高温高压的特点，很多井底温度都在200～250℃之间。这对我国的钻井技术提出了严峻的考验。

钻井液是钻井工程的“血液”，而钻井液处理剂是钻井液的核心。我国钻井液处理剂，除磺化褐煤、磺化酚醛树脂、磺化栲胶三磺处理剂形成一定的规模，产品性能较稳定外，与钻井技术先进国家相比，我国钻井液处理剂品种虽然齐全，但是抗温能力一般在180℃以下。研究开发出性能优良的抗高温钻井液处理剂和优选出高温的钻井液体系对我国能源勘探开发有着十分重要的意义。

发明内容

本发明主要目的是解决上述问题，提供一种钻井液高温保护剂及其制造工艺，该钻井液高温保护剂本身抗温能力强，在原有聚磺钻井液体系的基础加入适量的上述钻井液高温保护剂，可以有效地提高磺化钻井液体系的整体抗温性能，达到降低成本和拓宽应用范围的目的。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种钻井液高温保护剂，该钻井液高温保护剂包括质量份数50-70份的丙烯酰胺、质量份数30-50份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、质量份数20-30份的苯乙烯磺酸钠、质量份数1-3份的分子量调节剂硫代乙醇酸、质量份数为0.5-1.5份的浓度为8-15％的引发剂过硫酸铵、质量份数为0.5-1.5份的无水亚硫酸钠以及ph值调节剂氢氧化钠、沉淀剂丙酮和水。

一种合成该钻井液高温保护剂的制造工艺为：

1)称取质量份数50-70份的丙烯酰胺、质量份数30-50份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、质量份数20-30份的苯乙烯磺酸钠，放入装有搅拌器、温度计和球形冷凝管的容器中；

2)放入以上物质总质量10-20倍的蒸馏水(或清水)，搅拌、水浴加热至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠溶解，使溶液的浓度在10％-20％之间；

3)用ph值调节剂氢氧化钠调节以上溶液的ph值为8-9之间；

4)通氮气驱氧30分钟以上；

5)将以上溶液加热到50-60℃，加入质量份数1-3份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠总质量的1％-2％)的分子量调节剂硫代乙醇酸、质量份数为0.5-1.5份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠总质量的0.5％-1％)的浓度为8-15％溶液的引发剂过硫酸铵、质量份数为0.5-1.5份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸钠总质量的0.5％-1％)的无水亚硫酸钠，恒温1-8小时，得到胶状产物；

6)将得到的产物用丙酮沉淀、洗涤，除去为反应的物质。所得沉淀物在干燥箱中恒定温度100-110℃干燥1-3小时。粉碎、过60目筛，得到白色粉末状得产物，即为钻井液高温保护剂。

本发明钻井液高温保护剂的工作原理及有益效果：该处理剂是由苯乙烯磺酸钠(SSS，工业聚合级)、丙烯酰胺(AM，分析纯)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS，工业聚合级)，在水溶液中共聚而成一种多元共聚物，分子链上含有-CONH₂(在高温下水解为-COO-)、-SO₃-、-(C₆H₄)SO₃-等官能团，这些基团均具有较强的亲水性，具有高的抗盐能力和良好的吸附性；-(C₆H₄)SO₃-属于刚性的环状结构，能提高共聚物的热稳定性；-CO与磺化钻井液处理剂分子链上的羟基、羧基等形成氢键，提高了脱附物理吸附水的难度，从而提高磺化钻井液处理剂抗温能力，达到降低成本和拓宽应用范围的目的。

具体实施方式：