[发明专利]一种钻井液用降滤失剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用降滤失剂及其制备方法，降滤失剂包括磺化树脂、聚合物微晶、聚合氯化铝、羧甲基纤维素和碳酸钙；其中，磺化树脂优选磺甲基酚醛树脂，聚合物微晶优选改性微晶纤维素。制备时先将聚合氯化铝、羧甲基纤维素钠和碳酸钙均匀混合得混粉A，然后将聚合物微晶加热至55～60℃，再将加热后的聚合物微晶与混粉A一起加入到磺化树脂中，搅拌均匀后得降滤失剂。采用本发明中的降滤失剂可有效解决现有降滤失剂会降低钻速并且会造成环境污染的问题。

技术领域

本发明属于钻井液技术领域，具体涉及一种钻井液用降滤失剂及其制备方法。

背景技术

钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液被公认为至少有以下十种作用：(1)清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率；(2)冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命；(3)平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。(4)平衡(控制)地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染；(5)悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻；(6)在地面能沉除砂子和岩屑；(7)有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率；(8)承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷；(9)提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料；(10)水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。

随着钻遇地层的日趋复杂，深井、超深井越来越多，井底温度可达200℃以上，高温条件下对钻井液性能提出了更苛刻的要求。降滤失剂作为钻井液体系中的关键组分，主要作用为使钻井液在井壁上形成薄而致密的泥饼、降低滤失量，维持井眼稳定以及减少钻井液液固相侵入地层、损害油气层，是必不可少的处理剂之一。目前，钻井液用降滤失剂主要分为高分子聚合物类、腐殖酸胺类、木质素类和沥青类产品，其中沥青类降滤失剂具有取材广泛和价格便宜等优势，在过去的一段时间内被广泛应用，然而沥青类降滤失剂存在降低钻速、污染环境和加量大等缺点，在国内环境敏感区域和国外大部分地区的钻井液配方中，已对其限制使用。因而提供一种可提高钻速、对环境损伤小、添加量少的降滤失剂或其组合物具有很现实的意义。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种钻井液用降滤失剂及其制备方法，以解决现有降滤失剂会降低钻速并且会造成环境污染的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种钻井液用降滤失剂，本发明中的降滤失剂包括以下质量份的组分：磺化树脂70～75份，聚合物微晶5～10份，聚合氯化铝1～3份，羧甲基纤维素钠5～10份和碳酸钙3～5份。

当降滤失剂的组分采用如下质量份的配比进行配合时，降滤失剂的效果最佳：磺化树脂72份，聚合物微晶8份，聚合氯化铝2份，羧甲基纤维素钠8份和碳酸钙3份。

本发明的降滤失剂包含磺化树脂，磺化树脂为多元共聚物，不仅可以降低高温条件下降滤失剂的解吸附作用，增强滤饼的稳定性，而且磺化树脂的键能大，分子链具有吸附基团和苯环，使得本发明中的降滤失剂水溶性好，吸附能力强，热稳定性好，抗高温和耐盐，能够控制钻井液体系的聚集结构，降低其失水量。

降滤失剂中的聚合物微晶结晶度高、密度小、力学性能优良并且相容性好，能够改善磺化树脂之间的界面相容性，提升磺化树脂的力学性能，从而增强降滤失剂的整体抗高温性能和热稳定性能。

降滤失剂中的聚合氯化铝可以破坏钻井液的胶体体系，使之失稳脱水，并与其中的水发生水化反应，与固相颗粒及有机物发生交联，水化物与交联物相互作用形成凝聚-结晶体系，能够显著提高井壁的稳定性。

降滤失剂中的羧甲基纤维素钠不仅具有价廉的特点，而且羧甲基纤维素钠与磺化树脂混合使用可以在井壁表面形成薄而致密的滤饼，从而能够显著提高钻井液的滤失造壁性，进而提升降滤失效果。