专利名称：一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法，属于石油钻井过程中的钻井液用降滤失剂技术领域。
背景技术：
钻井过程中井壁失稳一直是影响钻井顺利进行的主要因素，特别是在深井、超深井、定向井和大斜度井日益增多的情况下，上述问题显得更加突出。钻井液滤失量过大是造成井壁失稳的重要原因之一。降滤失剂主要通过护胶作用使钻井液中保持一定比例细颗粒的含量，使钻井液形成的泥饼渗透率降低，从而降低钻井液中的自由水向地层滤失而起到稳定井壁的作用。为此，现场常采用加入降滤失剂的方法解决井壁失稳问题。现在常用降滤失剂有四类，(I)改性褐煤类降滤失剂，该类产品成本低，抗温能力强，但抗盐抗钙能力差，在盐水钻井液、复合盐水钻井液和海水钻井液使用效果不理想；(2)烯类单体聚合物类降·滤失剂，该类产品抗温及抗盐能力强，但抗钙能力差，在海水及复合盐水钻井液中使用效果不理想，且成本较高；(3)树脂类降滤失剂，该类产品抗温及抗盐能力强，但抗钙能力差，在海水及复合盐水钻井液中使用效果不理想，且成本较高；(4)淀粉类降滤失剂，该类产品抗盐及抗钙能力强，成本低，在淡水钻井液、海水钻井液及复合盐水钻井液中使用效果较好，但抗温能力差，使用温度一般不超过120°C，同时该类产品易被细菌降解而失效。CN101735779A公开了一种抗高温抗饱和盐的降滤失剂，包括如下组份的原料改性淀粉、聚丙烯腈水解物、丙烯磺酸盐类和引发剂。该降滤失剂具有的显著特点是在饱和盐钻井液体系中，在高温高压情况下，饱和盐水浆中降滤失效果也非常好。但是该产品不足之处为其采用改性淀粉、聚丙烯腈水解物、丙烯磺酸盐类为原料成本高；制备工艺复杂，不利于推广应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法。本发明的技术方案如下一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂，由以下质量份的原料制成，以100份原料计淀粉50-80份，磷酸盐8-20份，尿素1_8份，聚乙二醇1_10份，亚硫酸钠1_3份，其余为水；按以下方法制得按配比，将磷酸盐、尿素、聚乙二醇、亚硫酸氢钠溶于水中成混合溶液，将该混合溶液喷洒于淀粉中，搅拌均匀，置于恒温干燥箱中，于130°C 180°C反应4 10h。根据本发明优选的，所述的淀粉是玉米淀粉、土豆淀粉或小麦淀粉；根据本发明优选的，所述的磷酸盐是磷酸二氢钠和磷酸氢二钠按质量比(5 I):(I 3)。根据本发明优选的，所述的聚乙二醇分子量在400 10000。
根据本发明优选的，所述的干燥箱中温度为140°C 180°C ;优选所述的反应时间在4 8h。根据本发明优选的，一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂，由以下质量份的原料制成，以100份原料计淀粉50-65份，磷酸盐10-15份，尿素3_6份，聚乙二醇1_5份，亚硫酸钠1_3份，其余为水。根据本发明，一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂的制备方法，步骤如下(I)将磷酸盐、尿素、聚乙二醇、亚硫酸氢钠按比例混合溶于水中，搅拌使其完全溶解；得混合溶液；(2)按比例称取淀粉，利用喷雾设备将步骤(I)中配好的混合溶液喷洒于淀粉中，边喷洒边搅拌淀粉，使溶液均匀地喷洒在淀粉表面；
(3)将步骤(2)制得的样品置于恒温干燥箱中，于140°C 180°C反应4 IOh ;取出后冷却，粉碎，即得。本发明的降滤失剂外观为白色或微黄色粉末，无异味，在水中具有很好的溶解作用；抗高温抗盐抗钙综合效果好。本发明的的技术特点本发明采用淀粉为主料，通过与磷酸盐反应能够生成淀粉磷酸酯起降滤失的作用，通过与尿素反应生成淀粉氨基甲酸酯而起到催化剂的作用，提高反应效率；聚乙二醇在溶液与淀粉混合时既起到分散作用，同时有利于提高产品的抗温能力；亚硫酸钠通过除氧而起到提高产品抗温能力的作用。与现有技术相比，本发明具有以下显著优点(1)以淀粉和磷酸盐为主要原料，制备工艺简单，成本低廉；(2)在淡水钻井液、盐水钻井液、复合盐水钻井液及海水钻井液中均具有良好的降滤失作用，使用范围广；(3)抗温能力达150°C以上，可用于深井及超深井；
(4)对细菌的降解稳定；(5)与钻井液配伍性好，对钻井液性能无不良影响。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述，但是不应该认为本发明被下面特定例子所限定。各实施例中组分的含量以质量份表示。本发明涉及的抗高温降粘剂的性能测试方法如下( I)外观目测试样为自由流动粉末，不结块。(2)含水量的测定称取5g试样(称准至O. OOOlg)，置于恒重的称量瓶中，于(105±3) 1烘211，置于干燥器内冷却至室温，称重(称准至O. OOOlg)，按下式计算含水量
in — /}),^ =-^—x 100式中W-------含水量，％;Iii1-------试样质量，g ;m2-------干燥后试样质量，go(3) 4%盐水滤失量测定基浆配制按4%的盐水评价土 碳酸氢钠=350 35. O :1. O的比例配制基浆，高速搅拌20min，测基浆的表观粘度，其值应小于6mPa *s，滤失量应在(90±10)ml范围内，否则
应调整土的加量。取配好的基浆350ml两份，分别加入5. 25g试样高速搅拌20min。其中一份在室温下密闭养护16h，另一份装入高温罐，于150°C下热滚16h后冷却取出。将两份待测液高速搅拌lOmin，测其高温前后的表观粘度和滤失量(O. 7MPa/30min)。( 4 )复合盐水滤失量测定基浆配制按饱和盐水评价土 碳酸氢钠氯化钙=350 :35. O :I. O :I的比例配制基浆，高速搅拌20min，测基浆的表观粘度，其值应小于IOmPa · S，滤失量应在(100±10)ml范围内，否则应调整土的加量。取配好的基浆350ml两份，分别加入5. 25g试样高速搅拌20min。其中一份在室温下密闭养护16h，另一份装入高温罐，于150°C下热滚16h后冷却取出。将两份待测液高速搅拌lOmin，测其高温前后的表观粘度和滤失量(O. 7MPa/30min)。实施例I :将磷酸盐10份(磷酸二氢钠与磷酸氢二钠质量比为3:1)、尿素5份、分子量400的聚乙二醇5份、亚硫酸氢钠2份按一定比例混合溶于18份水中，搅拌使其完全溶解，然后将所得混合液喷洒于60份土豆淀粉中，边搅拌边喷洒，混合均匀，将样品置于恒温干燥箱中，150°C下反应5h，取出后冷却，粉碎，即得抗高温抗盐抗钙降滤失剂。取上述方法制备的抗高温抗盐抗钙降滤失剂，考察其性能，结果如表I所示。表I、实施例I的降滤失剂性能
权利要求
1.一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂，其特征在于，由以下质量份的原料制成，以100份原料计 淀粉50-80份，磷酸盐8-20份，尿素1-8份，聚乙二醇1_10份，亚硫酸钠1_3份，其余为水；按以下方法制得 按配比，将磷酸盐、尿素、聚乙二醇、亚硫酸氢钠溶于水中成混合溶液，将该混合溶液喷洒于淀粉中，搅拌均匀，置于恒温干燥箱中，于130°C 180°C反应4 10h。
2.根据权利要求I所述的降滤失剂，其特征在于，所述的淀粉是玉米淀粉、土豆淀粉或小麦淀粉；
3.根据权利要求I所述的降滤失剂，其特征在于，所述的磷酸盐是磷酸二氢钠和磷酸氢二钠按质量比(5 I) : (I 3)。
4.根据权利要求I所述的降滤失剂，其特征在于，所述的聚乙二醇分子量在400 10000。
5.根据权利要求I所述的降滤失剂，其特征在于，所述的干燥箱中温度为140°C 180°C ;优选所述的反应时间在4 8h。
6.根据权利要求I所述的降滤失剂，其特征在于，由以下质量份的原料制成，以100份原料计 淀粉50-65份，磷酸盐10-15份，尿素3-6份，聚乙二醇1_5份，亚硫酸钠1_3份，其余为水。
7.—种权利要求I 6任一项所述的降滤失剂的制备方法，步骤如下 (O将磷酸盐、尿素、聚乙二醇、亚硫酸氢钠按比例混合溶于水中，搅拌使其完全溶解；得混合溶液； (2)按比例称取淀粉，利用喷雾设备将步骤(I)中配好的混合溶液喷洒于淀粉中，边喷洒边搅拌淀粉，使溶液均匀地喷洒在淀粉表面； (3)将步骤(2)制得的样品置于恒温干燥箱中，于140°C 180°C反应4 IOh;取出后冷却，粉碎，即得。
全文摘要
本发明涉及一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法。该降滤失剂由以下质量份的原料制成，以100份原料计淀粉50-80份，磷酸盐8-20份，尿素1-8份，聚乙二醇l-10份，亚硫酸钠1-3份，其余为水；按以下方法制得按配比，将磷酸盐、尿素、聚乙二醇、亚硫酸氢钠溶于水中成混合溶液，将该混合溶液喷洒于淀粉中，搅拌均匀，置于恒温干燥箱中，于130℃～180℃反应4～10h。本发明制备工艺简单，成本低廉；所述抗高温抗盐抗钙降滤失剂具有良好的降滤失作用，使用范围广，抗温能力达150℃以上，可用于深井及超深井；对细菌的降解稳定；与钻井液配伍性好，对钻井液性能无不良影响。
文档编号C09K8/03GK102899005SQ201210429020
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者吕开河, 韩立国 申请人:中国石油大学(华东)