專利名稱：一種降失水劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉆井泥漿的丙烯酰胺抗鹽抗溫降失水劑。
背景技術(shù)：
鉆井液良好的流變性能是通過對(duì)流變參數(shù)的控制和調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的。如果在一定的條件下，各流變參數(shù)的數(shù)值必須維持在適宜范圍，否則就會(huì)引起一系列不良的后果。鉆井液濾矢量是控制鉆井液流變性能的重要指標(biāo)，主要是指其濾液向地層濾失層濾失量的大小以及在井壁所形成的濾餅的質(zhì)量。評(píng)價(jià)方法一定時(shí)間內(nèi)，失水的多少叫做失水量(或?yàn)V失量)，可用API規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行濾失量的量測(cè)，是指30min內(nèi)在一定的溫度壓力 (0. 689MPa,即IOOpsi或一個(gè)大氣壓)下，滲過規(guī)定滲濾面積(45. 8cm2)的失水量，單位為 ml。濾失性能的評(píng)價(jià)方法除了 API濾失量測(cè)定儀(API Filter Press)外，還有高溫高壓濾失量測(cè)定儀(HTHP Filter Press)。如果濾矢量控制不好將對(duì)鉆井和地質(zhì)工作產(chǎn)生多方面不利的影響。一般來說，濾失量過大常會(huì)引起以下不良的后果①損害油氣層，降低產(chǎn)能；②井壁垮塌，井徑不規(guī)則， 起下鉆遇阻；③在高滲透性地層形成較厚濾餅，造成壓差卡鉆；④因?yàn)V液侵入半徑過大，致使測(cè)井解釋不準(zhǔn)，甚至失去發(fā)現(xiàn)油氣層的機(jī)會(huì)。常規(guī)鉆井用降失水劑包括
① 改性天然產(chǎn)物類降失水劑可用作降失水劑的改性纖維素有CMC (羧甲基纖維素)、HEC (羥乙基纖維素)、CMHEC (羧甲基羥乙基纖維素)等。②聚合物類降失水劑 1)非離子型聚合物
PVA (聚乙烯醇)體系是國內(nèi)應(yīng)用較廣的一類非離子型降失水劑，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，典型產(chǎn)品如天津中油渤星公司的G60S。該體系使用溫度可達(dá)95°C，高于此溫度后，交聯(lián)鍵被破壞，降濾失性能變差。2)陰離子型聚合物
陰離子型聚合物是國內(nèi)外研究最為廣泛、產(chǎn)品種類最多的一類降失水劑。其共聚單體包括非離子和陰離子單體兩大類。非離子單體主要包括:AM (丙烯酰胺)、NVP (N-乙烯基吡咯烷酮)、NNDMA (N，N-二甲基丙烯酰胺)、M (苯乙烯)、VI (乙烯咪唑)、VFA (乙烯甲酰胺)、 VP (乙烯吡啶)、VMAA (N-甲基-N-乙烯基乙酰胺)等。這些單體中，AM易水解，所以在共聚物中含量不可太多；NNDMA引入了不易水解基團(tuán)，耐高溫性能明顯增強(qiáng)，但這種單體價(jià)格昂貴，國內(nèi)尚處于小試階段。陰離子單體主要包括兩類一類是磺酸鹽單體，如AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、SS (苯乙烯磺酸鹽)、VS (乙烯磺酸鹽)、PS (丙烯磺酸鹽)；另一類是羧酸鹽單體，如AA (丙烯酸)、MAA (甲基丙烯酸)、HEA (羥乙基丙烯酸)、IA (衣康酸)等。 AMPS耐溫耐鹽能力強(qiáng)，聚合活性高，使用日益廣泛，國內(nèi)已形成規(guī)模化生產(chǎn)。近年來，隨著特殊井、超深井和復(fù)雜井鉆井?dāng)?shù)量的增多，對(duì)鉆井液工藝技術(shù)提出了更高的要求。常規(guī)鉆井用降失水劑在超深井應(yīng)用效果不佳，因此開發(fā)一種適用于高溫鉆井
3的泥漿降失水劑有較為廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種丙烯酰胺抗鹽抗溫降失水劑及其生產(chǎn)方法，克服常規(guī)降失水劑抗鹽抗溫效果差的缺點(diǎn)，在12%鹽水基漿下，150°C熱滾下，仍然具有較好的降濾失性。本發(fā)明丙烯酰胺抗鹽抗溫降失水劑，其產(chǎn)品組成為
甲基丙烯酸15 20份、N, N- 二甲基丙烯酰胺20-25份、丙烯酰胺40-45份，水10-25 份，硫代硫酸鈉0. 05份，氫氧化鉀微量。本發(fā)明也可在此基礎(chǔ)上，減少水10份，添加十二烷基二甲基芐基氯化銨10份，目的是加入陽離子型表面活性劑，使其具有有良好的粘泥剝離作用。一種具體的制備方法為
按投料比稱取一定量的各單體，先將溶解了的甲基丙烯酸置于三頸燒瓶中，加熱至 45土5°C，然后加入用少量水溶解了的N，N-二甲基丙烯酰胺，補(bǔ)充水至規(guī)定比例，置于水浴鍋中再升溫至130°C，攪拌20min，最后加入丙烯酰胺攪拌，密閉通隊(duì)30 min后，加入0.5% 硫代硫酸鈉引發(fā)劑，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至8. 5，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)后，停止反應(yīng)，冷卻至室溫后得墨綠色產(chǎn)品。其中產(chǎn)品成分濃度為甲基丙烯酸，工業(yè)級(jí)，98% ；N, N- 二甲基丙烯酰胺，工業(yè)級(jí)， 98% ；丙烯酰胺，工業(yè)級(jí)，98%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1.當(dāng)泥漿體系中鹽分的濃度增大時(shí)，一方面丙烯酰胺分子線團(tuán)蜷曲從而導(dǎo)致粘度減少，而鹽自身濃度的增加，同離子效應(yīng)不再起決定性作用，整個(gè)溶液的粘度表現(xiàn)為增加；降失水性能詳見表1。2.分別將三種0. 2%丙烯酰胺降失水劑加入到4%淡水基漿中，高速攪拌IOmin 后，密閉養(yǎng)護(hù)Mh，然后放入160°C高溫磙子爐養(yǎng)護(hù)16h，冷卻后，測(cè)其降失水性，結(jié)果見表2。 從表1中可看出，丙烯酰胺降失水劑在高溫下仍然具有較好的降濾失性，說明在高溫下，其分子線性結(jié)構(gòu)沒有被破壞，具有較強(qiáng)的抗溫性能。丙烯酰胺降失水劑水溶液的粘度隨溫度的升高有所下降，但在升溫過程中，大分子鏈基本上未發(fā)生斷裂、熱降解和老化，其分子結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
在三口燒瓶中加入甲基丙烯酸20份，水2份，加熱至50°C，至甲基丙烯酸完全溶解，再加入用2份水溶解的20份N，N-二甲基丙烯酰胺水溶液，緩慢倒入三口燒瓶中，補(bǔ)充水16 份，升溫至130°C，攪拌20min后，再加入丙烯酰胺40份，密閉通隊(duì)30 min后，加入0.5%硫代硫酸鈉引發(fā)劑，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至8. 5，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)后，停止反應(yīng)。實(shí)施例2:
在三口燒瓶中加入甲基丙烯酸20份，水2份，加熱至50°C，至甲基丙烯酸完全溶解，再加入用2份水溶解的15份N，N-二甲基丙烯酰胺水溶液，緩慢倒入三口燒瓶中，補(bǔ)充水11 份，升溫至130°C，攪拌20min后，再加入丙烯酰胺40份，十二烷基二甲基芐基氯化銨10份，密閉通N2 30 min后，加入0. 5%硫代硫酸鈉引發(fā)劑，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH至8. 5，繼續(xù)反應(yīng) 6小時(shí)后，停止反應(yīng)。實(shí)施例3:
在裝有攪拌器、冷凝回流裝置、溫度計(jì)及加熱套的2. 5m3不銹鋼反應(yīng)釜中，先升溫至 50°C后，加入水40 Kg和甲基丙烯酸300Kg，，攪拌20min后，在加入400Kg N，N-二甲基丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌20分鐘，再加入水320 Kg，邊攪拌邊升溫至13(TC，30min后，通入氮?dú)?30min，密閉，加入^(g硫代硫酸鈉和750Kg丙烯酰胺，200g氫氧化鉀，保持130±5°C溫度下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)。即可得到成品。經(jīng)檢測(cè)，具有以下性質(zhì)
表1丙烯酰胺泥漿降失水劑泥漿濾矢性能對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種降失水劑，其特征在于，包括以下組分(重量份):甲基丙烯酸15 20份、N，N- 二甲基丙烯酰胺20-25份、丙烯酰胺40-45份，水10-25份，硫代硫酸鈉0. 05份，氫氧化鉀微量。
2.一種降失水劑，其特征在于，包括以下組分(重量份)甲基丙烯酸15 20份、 N, N- 二甲基丙烯酰胺20-25份、丙烯酰胺40-45份，水0_15份，十二烷基二甲基芐基氯化銨 10份、硫代硫酸鈉0. 05份，氫氧化鉀微量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種降失水劑，其特征在于，其中產(chǎn)品成分質(zhì)量濃度為甲基丙烯酸，工業(yè)級(jí)，98% ；N, N- 二甲基丙烯酰胺，工業(yè)級(jí)，98% ；丙烯酰胺，工業(yè)級(jí)，98%。
4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的降失水劑的生產(chǎn)方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行按投料比稱取一定量的各單體，先將溶解了的甲基丙烯酸置于反應(yīng)容器中，加熱至45土5°C，然后加入用水溶解了的N，N- 二甲基丙烯酰胺，補(bǔ)充水至規(guī)定比例，再升溫至 130土5°C，攪拌2(T30min，最后加入丙烯酰胺攪拌，密閉通隊(duì)30 min左右，加入0. 5%硫代硫酸鈉引發(fā)劑，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)PH至8. 5，繼續(xù)反應(yīng)6、小時(shí)后，停止反應(yīng)，冷卻至室溫后得墨綠色產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鉆井泥漿的丙烯酰胺抗鹽抗溫降失水劑。先按投料比稱取一定量的各單體，先將溶解了的甲基丙烯酸置于反應(yīng)容器中，加熱至45+5℃，然后加入用水溶解了的N,N-二甲基丙烯酰胺，補(bǔ)充水至規(guī)定比例，再升溫至130℃，攪拌20min，最后加入丙烯酰胺攪拌，密閉通N230min后，加入0.5%硫代硫酸鈉引發(fā)劑，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH至8.5，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)后，停止反應(yīng)，冷卻至室溫后得墨綠色產(chǎn)品。本發(fā)明提供了一種丙烯酰胺抗鹽抗溫降失水劑及其生產(chǎn)方法，克服常規(guī)降失水劑抗鹽抗溫效果差的缺點(diǎn)，在12%鹽水基漿下，150℃熱滾下，仍然具有較好的降濾失性。
文檔編號(hào)C09K8/03GK102516954SQ20111033736
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者胡琦 申請(qǐng)人:揚(yáng)州潤達(dá)油田化學(xué)劑有限公司