[发明专利]一种水基钻井液用封堵型降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水基钻井液体系使用的油田化学品，特别涉及一种水基钻井液中使用的封堵型降滤失剂及其制备方法。

背景技术

水基钻井液的功能主要有以下几个方面：携带岩屑、冷却钻具、封堵防塌、降低失水、润滑钻头、传递信息、辅助破岩、平衡控制地层压力等，其中降低钻井液进入地层的滤失量为主要方面之一。降失水剂，又称降滤失剂和滤失控制剂，可在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，是尽可能降低钻井液滤失量的一类油田化学品。降滤失剂主要分为以下几类：纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类聚合物、树脂类和淀粉类。

其中纤维类产品包括羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素和羧乙基纤维素钠等，例如美国专利US20100828061此类产品降滤失性能优异，适用体系范围广，但其明显提高钻井液粘度，价格昂贵，抗温性能差。

腐植酸类产品包括褐煤碱液、硝基腐植酸钠、铬腐殖酸、磺甲基褐煤等，例如中国专利CN1807543和CN9411858.5，此类产品降滤失的同时可降粘，具有一定抗温性，但其滤液污染环境，破坏油气储层，生产工艺条件苛刻，对操作人员身体损伤大。

丙烯酸类聚合物包括水解聚丙烯腈铵盐、聚丙烯酸盐聚合物等，丙烯酸盐多元共聚物等，例如中国专利CN99100025.0、中国专利CN101250397、澳大利亚专利AU2010207511和世界专利WO2011158003，此类产品同时具有抗盐和增粘提切的功能，从而抑制页岩膨胀，且工艺简单，但其抗钙能力较弱，且抗温性差，原料及产品具有酸味。

树脂类产品包括磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物等，例如中国专利CN99107926.4、CN99107925.6和CN200710114554.4，此类产品抗高温性能好，同时具有润滑性和防塌性，但其降滤失性能相对较差，且污染环境。

淀粉类产品包括羧甲基淀粉、羧丙基淀粉、预胶化淀粉、抗高温淀粉和改性淀粉等，例如中国专利CN201010125334.3，此类产品属于天然高分子及其衍生物，易降解，环保性好，但其抗高温性能差，改性工艺复杂，易发酵变质，无法长期使用与储存。

另外，一些研究者利用纤维状或块状材料的封堵性制备降滤失剂，例如中国专利CN200810236644.5和CN200710014322，此类产品具有创新性，但其降滤失性能不如高分子类和树脂类，且抗高温能力亦有限。

发明内容

针对现有研究的不足和实际应用的迫切需要，特别是针对现有水基钻井液用降滤失剂中存在的增粘、生产工艺繁琐、污染环境、成本昂贵等问题，本发明要解决的问题是提供一种水基钻井液用封堵型降滤失剂及其制备方法。

利用本发明方法得到的封堵型降滤失剂降低钻井液滤失性能优异，降低率高达80％，形成致密强韧的泥饼，沥青的高温软化变形特点可及时封堵地层裂缝和裂隙。此外还可以根据应用地层特点及井段温度选用适宜产品配方，使用灵活，并且生产工艺简单，条件温和，生产效率高，成本低廉，无废气物及粉尘产生，对作业人员身体伤害小。

因此，根据本发明第一方面，提供一种水基钻井液用封堵型降滤失剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）按重量配比，称取如下组分：沥青40～90份，表面改性剂2～10份，隔离剂0～58份；

（2）在翻搅过程中，向上述沥青组分上喷洒表面改性剂；

（3）将步骤（2）中获得的物料进行粉碎，优选在鼓风粉碎机中进行，粉碎所得样品目数为80-200目；

（4）粉碎出料后，使其进入干混机，优选通过抽泵进入干混机，并加入上述配比的隔离剂，启动干混机进行干混，优选干混20min-2小时，优选30min-1小时，然后出料，得到封堵型降滤失剂，任选将其装袋保存。

根据本发明，所述沥青组分为聚合物改性氧化沥青（PMA）、天然沥青和氧化沥青中的一种或几种；

所述表面改性剂可以是阳离子表面活性剂和水溶性硅油（OSO-W）的混合物。阳离子表面活性剂的作用是使沥青组分成为亲水性材料。所述阳离子表面活性剂为季铵盐类阳离子表面活性剂，优选十六烷基三甲基氯化铵（CTAC），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）或其任意比例形成的混合物。水溶性硅油（OSO-W）的作用是稳定沥青组分的水分散性，加快其浸水时间。所述水溶性硅油为北京优美特纳米材料有限公司生产的水溶性硅油OSO-w。

根据本发明，阳离子表面活性剂与水溶性硅油OSO-w的重量比例为：1～5：1～10，优选1～3：1～7，更优选1～2：1～5。