[发明专利]一种油田钻井液用降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油企业的油田钻井液用降滤失剂及其制备方法，属于油田化学钻井液处理剂领域。

背景技术

在油气田钻井过程中，钻井液在地层与钻井液柱压差下发生渗滤，大量滤液侵入地层，极易引起地层中泥页岩水化膨胀和坍塌，造成井壁失稳。此外，钻井液滤失量的增大将造成泥饼增厚，井径缩小，在起下钻时极易引起抽汲和压力波动，给旋转钻具造成较大的扭矩，从而导致压差卡钻，降滤失剂在降低钻井液失水量的同时还可以改善钻井液流变性，在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼。目前，国内外广泛使用的钻井液降滤失剂主要有：淀粉及其衍生物；纤维素衍生物；腐植酸类；合成树脂类；烯类单体聚合物等。

磺化酚醛树脂类产品进行了大量的改性产品研究，包括膦甲基酚醛树脂（PMP）；的两性高效磺化酚醛树脂（XNSMP-III）；酚脲醛树脂等，均具有较好的控制钻井液滤失量的效果。两性酚醛树脂(APR)，具有磺化酚醛树脂的抗温抗盐，泥饼可压缩性好及随无机盐浓度增加，温度增加，作用时间延长，降失水效果越好等特点，还具备较强抑制页岩水化的能力，同时比磺化酚醛树脂具有更高的效率。由SMP、水解聚丙烯睛、腐植酸钾等共缩聚制得的SDX，除具有以往产品良好的降失水作用外，还具有较好的防塌作用。多羟基大分子PVA引入与磺化酚醛树脂LF接枝，合成了代号为LF-P的多羟基共聚树脂，进一步提高了抗温(210℃)能力和降失水效果。

传统树脂类降滤失剂虽具有很好的抗温抗盐性能。但在合成（磺化）的过程中磺化度不易控制，容易导致产品的质量不稳定，影响到降滤失效果。

发明内容

本发明的目的是：为了能够较好的控制钻井液的流变性和降低钻井液基浆高温高压的滤失量，提高耐盐性并能够用于强分散型土壤中，特提供一种油田钻井液用降滤失剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种油田钻井液用降滤失剂及其制备方法，是由对氨基苯磺酸、对甲基苯磺酸、苯酚、甲醛四种单体聚合而得的四元共聚物；制备该降滤失剂所用单体及质量百分比如下，其质量以克为单位：对氨基苯磺酸3.2～16.1%；对甲基苯磺酸16～29.1%；苯酚26～31.8%；甲醛35.9～41.7%；加入质量百分浓度为50%的氢氧化钠溶液15～30ml，调节反应体系的pH为9。

一种油田钻井液用降滤失剂的制备方法：在反应器中，先加入质量百分比为3.2～16.1%的对氨基苯磺酸及16～29.1%的对甲基苯磺酸和26～31.8%的苯酚，再加入质量百分浓度为50%的氢氧化钠溶液15-30ml，将反应体系的pH值调节至9；然后将反应温度设置在70～90℃，加热搅拌溶解，再缓慢加入35.9～41.7%的甲醛，控制滴加时间在1～1.5h内，在回流条件下恒温反应4～7h制得棕红色液体产物；最后将上述产物用无水乙醇洗涤至出现白色絮状沉淀，固液分离后将沉淀在温度为85℃的真空干燥箱中干燥24h，制得本对氨基苯磺酸/对甲基苯磺酸/苯酚/甲醛四元共聚物降滤失剂。

一种油田钻井液用降滤失剂的应用是：先在反应容器中加入400ml水，在高速搅拌下加入16g膨润土及6.4g无水碳酸钠，继续搅拌4h，再静置室温养护24h，制得淡水基浆；用旋转粘度计测量淡水基浆的泥浆流变参数表观粘度、塑性粘度、动切力，再用中压滤失仪测量淡水基浆的降失水量；然后在淡水基浆溶液中加入占泥浆质量百分比为4%的上述制得的四元共聚物降滤失剂，用旋转粘度计及中压滤失仪测量与上步相同参数，实验结果表明，该四元共聚物降滤失剂具有较好的抗温抗盐性，能有效降低基浆的滤失量。

本发明的有益效果是：(1)本发明的树脂类降滤失剂能够通过改变单体加量摩尔比实现共聚物磺化度可控，提高共聚物的热稳定性和抗盐能力；通过对吸附基团的控制实现对共聚物结构的控制，能够有效控制共聚物的分子量以实现对钻井液流变性的控制，使产品能在高温（180℃）和高盐（饱和盐水）条件下具有良好性能；(2)本发明采用水溶液聚合，制备方法步骤简单，易于控制，单体易得，降低了降滤失剂的原料成本，利于推广应用。

附图说明

图1为本钻井液用降滤失剂的红外谱图。

图2为本钻井液用降滤失剂的热重分析曲线图。

具体实施方式

实施例1