鉆井液用抗鹽包被劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井液用抗鹽包被劑及其制備方法，將三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和硅酸鈉溶于水中，調(diào)節(jié)pH值至8～12，制得水溶液；向反應(yīng)器中加入所述水溶液，并通氮?dú)饩S持10min；向反應(yīng)器中加入所述引發(fā)劑，在20～50℃條件下，反應(yīng)2～8h；將制得到的膠液在溫度90℃下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑。本發(fā)明的鉆井液用抗鹽包被劑可應(yīng)用于氯化鈉鉆井液體系、氯化鉀鉆井液體系及有機(jī)鹽鉆井液體系。在包被劑體系中引入硅酸鈉，硅酸鈉在反應(yīng)中形成硅酸凝膠，可以與聚合物凝膠相互復(fù)合粘結(jié)，提高了包被劑增粘包被能力，并提高了包被劑抗溫能力?？果}包被劑還含有羧酸水化基團(tuán)，可以提高包被劑的抗鹽能力，實(shí)現(xiàn)在對粘土的抑制水化作用。
【專利說明】鉆井液用抗鹽包被劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井領(lǐng)域，特別是涉及鉆井液用抗鹽包被劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，鹽水鉆井液體系較淡水鉆井液體系具有更強(qiáng)的抑制性，能夠更好地抑制粘土水化，保護(hù)井壁穩(wěn)定，能夠更好地實(shí)現(xiàn)鉆井安全及油氣層保護(hù)。包被劑作為鹽水體系中重要組成部分，其抗鹽能力、鹽水中粘土吸附能力及包被抑制粘土水化能力能夠很大程度上決定鹽水鉆井液的好壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在鹽水體系中能夠很好的吸附在粘土表面、對粘土有很強(qiáng)包被抑制作用并有一定抗溫能力的鉆井液用抗鹽包被劑，在聚合物體系中加入硅酸鈉，提高了包被劑的增粘能力和抗溫能力。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述抗鹽包被劑的制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種鉆井液用抗鹽包被劑的制備方法，包括以下步驟:
[0006]I)將三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和硅酸鈉溶于水中，調(diào)節(jié)pH值至8~12，制得水溶液；
[0007]2)向反應(yīng)器中加入所述水溶液,并通氮?dú)饩S持IOmin ;
[0008]3)向反應(yīng)器中加入所述引發(fā)劑，在20~50°C條件下，反應(yīng)2~8h ;
[0009]4)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑；
[0010]所述丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨、硅酸鈉的質(zhì)量比為(40~60): (30 ~50): (5 ~10): (5 ~10)；
[0011]所述水的用量以三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨為總?cè)苜|(zhì)，使單體總質(zhì)量的百分比濃度為20%~30% ;
[0012]所述引發(fā)劑加入量為單體總質(zhì)量的0.1%~1%。
[0013]所述步驟I)中，用氫氧化鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值。
[0014]所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物。
[0015]上述方法制備的鉆井液用抗鹽包被劑。
[0016]本發(fā)明的鉆井液用抗鹽包被劑可應(yīng)用于氯化鈉鉆井液體系、氯化鉀鉆井液體系及有機(jī)鹽鉆 井液體系。在包被劑體系中引入硅酸鈉，硅酸鈉在反應(yīng)中形成硅酸凝膠，可以與聚合物凝膠相互復(fù)合粘結(jié)，提高了包被劑增粘包被能力，并提高了包被劑抗溫能力?？果}包被劑本身有酰胺基團(tuán)和銨基，可以實(shí)現(xiàn)對粘土表面的快速吸附，達(dá)到包被作用。此外，抗鹽包被劑還含有羧酸水化基團(tuán)，可以提高包被劑的抗鹽能力，實(shí)現(xiàn)在對粘土的抑制水化作用。【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的抗鹽包被劑的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]本發(fā)明的鉆井液用抗鹽包被劑的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)將三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和硅酸鈉溶于水中，調(diào)節(jié)pH值至8~12，制得水溶液；
[0020]2)向反應(yīng)器中加入所述水溶液,并通氮?dú)饩S持IOmin ;
[0021]3)向反應(yīng)器中加入所述引發(fā)劑，在20~50°C條件下，反應(yīng)2~8h;
[0022]4)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑；
[0023]所述丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨、硅酸鈉的質(zhì)量比為(40~60): (30 ~50): (5 ~1 0): (5 ~10)；
[0024]所述水的用量以三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨為總?cè)苜|(zhì)，使單體總質(zhì)量的百分比濃度為20%~30% ;
[0025]所述引發(fā)劑加入量為單體總質(zhì)量的0.1%~1%。
[0026]所述步驟I)中，用氫氧化鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值。
[0027]所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物。
[0028]上述方法制備的鉆井液用抗鹽包被劑。
[0029]丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]I)將40gAM、30gAA、5gDMDAAC、5g硅酸鈉溶于300mL水中，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)至pH =8，制得水溶液；
[0032]2)向三口瓶中加入上述水溶液，通氮?dú)鈒Omin，升溫至20°C，加入亞硫酸氫鈉0.05g，過硫酸銨0.1g,反應(yīng)5h。
[0033]3)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]I)將60gAM、50gAA、IOgDMDAACUOg硅酸鈉溶于300mL水中，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至pH=11，制得水溶液；
[0036]2)向三口瓶中加入上述水溶液，通氮?dú)鈒Omin，升溫至30°C，加入亞硫酸氫鈉0.1g,過硫酸銨0.2g，反應(yīng)3h。
[0037]3)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑。
[0038]實(shí)施例3
[0039]I)將40gAM、30gAA、5gDMDAAC溶于300mL水中，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)至pH = 8，制得水溶液；
[0040]2)向三口瓶中加入上述水溶液，通氮?dú)鈒Omin，升溫至20°C，加入亞硫酸氫鈉0.05g，過硫酸銨0.1g,反應(yīng)5h。
[0041]3)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得不含硅酸鈉鉆井液用抗鹽包被劑。
[0042]鉆井液用抗鹽包被劑效果評價(jià)
[0043]①鉆井液性能實(shí)驗(yàn)
[0044]在鹽水鉆井液中分別加入0.2%抗鹽包被劑測定流變性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0045]表1鉆井液性能對比實(shí)驗(yàn)
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液用抗鹽包被劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和硅酸鈉溶于水中，調(diào)節(jié)PH值至8~12，制得水溶液； 2)向反應(yīng)器中加入所述水溶液，并通氮?dú)饩S持IOmin; 3)向反應(yīng)器中加入所述引發(fā)劑，在20~50°C條件下，反應(yīng)2~8h; 4)將制得到的膠液在溫度90°C下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎機(jī)粉碎，制得所述鉆井液用抗鹽包被劑； 所述丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨、硅酸鈉的質(zhì)量比為(40~60): (30~50): (5 ~10): (5 ~10)； 所述水的用量以三種單體丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨為總?cè)苜|(zhì)，使單體總質(zhì)量的百分比濃度為20%~30% ; 所述引發(fā)劑加入量為單體總質(zhì)量的0.1%~1%。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的鉆井液用抗鹽包被劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中，用氫氧化鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)PH值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用抗鹽包被劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述方法制備的鉆井液用抗鹽包被劑。
【文檔編號】C09K8/035GK103952126SQ201410184206
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】張坤, 王偉忠, 李廣環(huán), 王磊磊, 郭劍梅, 馮超, 孫雙 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司