[发明专利]一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂及其制备方法，属于石油钻井技术领域。

技术背景

钻井过程中钻井液具有一定的粘度、切力和较低的滤失量是保证钻井顺利进行的前提和基础。在深井及超深井日益增多的情况下，由于井底温度高、压力大，一方面造成部分钻井液降滤失剂在高温条件下降解失效，导致钻井液滤失量增大，不利于维持井壁稳定和储层保护，另一方面要使用大量的加重材料提高钻井液密度，平衡地层压力，防止井涌或井喷。目前使用较为普遍的加重材料（铁矿粉、重晶石等）对钻井液体系都具有一定的增稠效应，钻井液的流动性特别难以控制，钻井液的触变性变差。

上述问题的出现将影响钻井安全，降低钻井速度，最终影响钻井的经济效益。为了解决上述问题，现场常采用同时加入增粘剂和降滤失剂解决这一问题。现有的降粘剂如腐植酸钠、XY-27等都不能有效解决高密度下钻井液的增稠问题，且现有降粘剂的抗温能力普遍不高（一般不超过160℃）且没有降滤失作用，在深井高温条件下使用受到一定的限制。降滤失剂主要通过护胶作用使钻井液中保持一定比例细颗粒的含量，使钻井液形成的泥饼渗透率降低，从而降低钻井液中的自由水向地层滤失而起到稳定井壁的作用。常用降滤失剂有改性褐煤类降滤失剂、烯类单体聚合物类降滤失剂、树脂类降滤失剂和淀粉类降滤失剂，其中改性褐煤类降滤失剂具有一定的降粘作用，但在温度超过150℃的高温环境下降粘及降滤失效果均不理想，而烯类单体聚合物类降滤失剂、树脂类降滤失剂和淀粉类降滤失剂一般不具备降粘作用。同时，增粘剂和降滤失剂一起加入既增加了钻井液成本，又增加了工人的劳动强度，同时使钻井液成份复杂，维护处理难度增加。

CN102344782A（CN201110205713.8）一种石油钻井助剂抗高温降滤失剂及其制备方法，降滤失剂是由下述重量配比的原料制成的：含腐殖酸的物质、焦亚硫酸钠、水、有机硅树脂、交联剂、氢氧化钾、AMPS、α-甲基葡萄糖甙。降滤失剂的制备方法包括以下步骤：按所述重量份比称取水、氢氧化钾、褐煤或者泥炭或者风化煤、焦亚硫酸钠，将其加入搅拌的反应釜中，密封，升温，反应，降温；在搅拌反应釜中加入按所述重量份比称取的有机硅树脂、交联剂、AMPS、α-甲基葡萄糖甙，密封，升温，搅拌反应；放料，所得产物经干燥即得成品。该发明产品能抗高温，降滤失较好，但降粘效果不理想，且其使用AMPS和α-甲基葡萄糖甙，成本较高，不利于工业化生产和油田大量使用。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂及其制备方法。

本发明的产品在具有良好降滤失性能的同时，兼具有很好的降粘作用，与钻井液配伍性好，不污染环境，抗温能力达180℃以上。本发明以腈纶废丝为原料，还可以使石油化工合成纤维产生的废料有变废为宝的资源化效益。

本发明的技术方案如下：

一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂，原料的质量份组成为：

腈纶废丝50-200份，碱80-155份，质量浓度为15~25%的无机酸20-100份、过氧化氢30-90份，褐煤300-500份，磺化剂5-30份，甲醛10-50份，硫酸亚铁5-20份，水1000份。

按以下方法制得：

将腈纶废丝、碱量的1/4~1/2加入水中，85-95℃反应2-5h；降温到80-85℃，加入无机酸和过氧化氢，升温至85-95℃反应1-3h；再加余量的碱和褐煤、磺化剂、甲醛，在85-95℃下反应1-3h；降温至60-80℃，加硫酸亚铁，反应10-30min，将产物取出，烘干、粉碎，即得。

根据本发明优选的，所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾之一或组合。

根据本发明优选的，所述的无机酸是质量浓度为20%的硝酸、20%的盐酸或20%的硫酸。

根据本发明优选的，所述的磺化剂是硫酸钠、亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠。

根据本发明优选的，所述的甲醛是质量浓度为35~37%的甲醛水溶液。

根据本发明优选的，所述的硫酸亚铁为七水硫酸亚铁。

根据本发明优选的，一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂，原料的质量份组成为：

腈纶废丝70-160份，碱100-150份，酸30-50份、过氧化氢40-50份，褐煤300-400份，磺化剂15-30份，甲醛20-40份，硫酸亚铁10-15份，水1000份。

根据本发明，一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）把腈纶废丝剪碎，与碱总量的1/4~1/2加入水中，在搅拌状态下升温至85-95℃，反应2-5h；