[发明专利]一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油田化学助剂领域的一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。所述钻井液用降滤失剂，是以包含酚类化合物、烯基酰胺类、烯基磺酸类、烯基咪唑类单体、桥环类单体为原料的共聚物。该降滤失剂具有良好的抗温、抗盐和抗钙能力，其主链中的苯环结构增强了分子的刚性，减弱了分子热运动引起的高温解吸附作用；分子链中引入的离子液体链段，可以在一定程度上提高降滤失剂的抗温能力，降低聚合物类降滤失剂对盐和钙的敏感性。而且，本发明通过在侧链引入桥环单体的方法，即引入大体积的环状侧链的方式来提高降滤失剂的耐候性，以期减少钻井设备和地层环境引起的降滤失剂的消耗，长时间保持钻井液滤失性能的稳定性。

技术领域

本发明涉及油田化学助剂领域，更进一步说，涉及一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着油气资源需求的迅速增加和浅层油气资源的日益枯竭，深部地层油气能源的开发成为了石油工业未来发展的主要出路，从而驱动深井、超深井钻探技术的更新与进步。其中，抗高温钻井液技术作为钻探高深深井的关键技术，近几年也取得了长足进步。降滤失剂是配制钻井液体系的关键处理剂，在维护井壁稳定中起到了及其重要的作用。在钻井过程中，由于压差的作用，钻井液中水分不可避免地通过井壁滤失到地层，造成钻井液失水。随着水分进入地层，钻井液中的颗粒便附着在井壁上形成泥饼，构成井壁。随着时间的延长，泥饼逐渐变得致密，从而降低了钻井液进一步失水的速度，减小了井壁垮塌掉块、吸水膨胀的风险，起到了保护井壁的作用。失水越大，井壁失稳的风险越大，造成卡钻的几率也越高。因此，构建抗高温钻井液的一个重要处理剂即是抗高温的降滤失剂。

与天然改性产物(改性淀粉、改性腐殖酸、改性纤维素、改性木质素等)而言，人工合成的聚合物类降滤失剂具有更优良的抗温能力。尤其是将廉价高效的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)引入到聚合物类降滤失剂的分子链中，在很大程度上提升了聚合物类降滤失剂的抗温抗盐能力。AMPS中含有的磺酸基团对金属阳离子，尤其是一价金属阳离子(Na⁺、K⁺等)的敏感性较弱，在很大程度上增强了聚合物类降滤失剂的抗盐能力。高温条件下，聚合物类处理剂的分子链断裂和分子与黏土之间发生的解吸附作用是造成失效的主要原因，一般所采取的技术措施是采用热稳定性强的反应单体作为制备抗高温降滤失剂的原料，避免分子中出现C—O键等热稳定性弱的化学键；另一种措施则是在分子侧链引入大侧基、刚性基团等，即通过增加分子链的空间体积、空间位阻来提高分子链的伸展程度，减小分子链热运动而导致的功能基团的降解和解吸附程度。对此，已有相关文献证实了该技术措施的可靠性。