专利名称：钻井液用暂堵剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钻井液用暂堵剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。
背景技术：
在油气藏储层的勘探开发过程中，造成储层损害的主要原因是固相和液相侵入两个方面。要减少储层伤害，就必须减少各种固相和液相进入储层。在钻井液中加入暂堵剂是目前实际生产中常用的技术措施之一。随着储层保护技术不断发展，暂堵剂的种类繁多， 作用机理各不相同，适用范围也不同，但都具有局限性，主要表现在抗温抗盐性差、影响钻井液性能、荧光干扰、封堵效果有限、作用单一和生产工艺较复杂等。目前，钻井施工要求储层暂堵剂不仅制备原料丰富、廉价、易于工业生产，而且还要有利于钻井液流变性、滤失量的有效控制；具有持续高效的封堵能力；易于酸化解堵，有利于储层保护。
ZL 200810177942. I公布了一种钻井液用屏蔽暂堵剂，由溶胀性材料、架桥材料、 填充材料和抑制材料等多种混合组成。这种暂堵剂组分种类多、通用性差、封堵效果有限。 ZL200610090002. X公布了一种钻井液用油溶性阳离子型广谱暂堵剂，由多种不同类型的浙青混合为油溶性材料、苯乙烯_ 丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、环氧丙基苄基二(十八酰胺乙基)铵盐、阳离子咪唑啉表面活性剂、二苄基二(十八酰胺乙·基)铵盐、羧甲基纤维素或羟乙基纤维素、氯化钙和余量为水组成。该暂堵剂的复配组分较多，工艺复杂，油溶解堵成本较高，抗温抗盐抗污染性差，难以推广生产。ZL 201010171591.0公布了一种钻井液用暂堵剂，包括十六烯，催化剂过硫酸盐，苯酚，甲醛，阳离子表面活性剂，但原料毒性较大，不易于工业生产，封堵持久性较差，荧光干扰等。期刊《钻采工艺》2010年第33卷第I期文献“高温低伤害暂堵剂HTZD室内研究与评价”中介绍的暂堵剂原料组分有聚丙烯酰胺、石油树脂、 油溶性酚醛树脂、烃类树脂和重质芳烃树脂以及0P-10、Span80、Tffeen80三种表面活性剂和其它纤维耐温材料，该产品组分种类较多、抗温性(120°C )有限。发明内容
本发明的目的为了克服现有暂堵剂的抗温性较差、封堵效果有限、荧光干扰和不利于储层保护的缺陷，提供一种钻井液用暂堵剂。
同时在于提供上述钻井液用暂堵剂的制备方法。
本发明通过以下技术方案加以实现
本发明是由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、丙烯酰胺、无机材料和无机铝盐交联剂、N、N-亚甲基双丙烯酰胺有机交联剂以及引发剂，在碱性条件下，进行交联聚合反应，即可得到钻井液用暂堵剂。
本发明的制备方法是
(I)将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺按照6 10:2 6:10 15的质量比例混合为反应混合物A,溶解于水中，用氢氧化钠溶液调节pH值到8. O 10. O,3得到澄清的总质量 浓度为20% 35%的反应混合物水溶液B ；
(2)将占反应混合物A总质量2. 6% 3. 6%无机铝盐交联剂水溶液和O. 005% O.01%N、N-亚甲基双丙烯酰胺有机交联剂水溶液，以及占反应混合物A总质量1/10 I比例的无机材料依次加入到步骤(I)得到的反应混合物水溶液B中，用氢氧化钠溶液调节pH 值至8. O 10. O,得到稳定的白色悬浊液；
(3)将步骤(2)得到的白色悬浊液真空吸附30 140min后，混合均匀，放置在 38°C 50°C水浴条件中升温；
(4)配制占反应混合物A总质量O. 4% O. 8%引发剂水溶液，并将其放在步骤(3) 的水浴中升温至与白色悬浊液相同的温度，进行聚合反应，反应2 5h结束，将所得产物剪切为粒状，经过烘干、粉碎即为钻井液用暂堵剂。
所述的无机材料为沸石或海泡石中的一种，优选方案为预处理后的沸石或海泡石中的一种，预处理方法是水洗，过滤杂质后再烘干。
所述的无机铝盐交联剂为结晶氯化铝、结晶硫酸铝中的一种。
所述的引发剂是氧化还原引发剂，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵的一种，还原剂是亚硫酸氢钠。
本发明的有益效果是本发明引入无机材料，且使用有机交联剂和无机交联剂复配参与交联聚合反应，其制备原料丰富、廉价，易于工业生产，而且具有较强的抗温性达 1500C，能有效封堵井壁喉道，降低滤液侵入储层，有助于稳定井壁，兼有调节钻井液流型的作用；同时无荧光干扰，容易酸化解堵，有效地恢复地层的渗透性，提高油气层产能，有利于保护储层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例I :
将17. Ilg2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、8. 68g丙烯酸、28. 45g丙烯酰胺混合为反应混合物A，完全溶解于水中，用氢氧化钠溶液调节pH值达到9. O,配制成总质量浓度为30% 的反应混合物水溶液B ;然后分别加入3ml含有O. 0027gN、N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液和5ml含有I. 95g结晶氯化铝水溶液，搅拌溶解后再加入13. 56g经过处理后的海泡石固体粉末，再用氢氧化钠溶液调节PH值到9. 0，得到稳定的白色悬浊液；经过30min真空吸附工艺后均匀混合，将白色悬浊液、5ml O. 2349g过硫酸钾水溶液和3ml O. 0905g亚硫酸氢钠水溶液一起放置于水浴中升温到38°C，然后缓慢搅拌状态下引发聚合，3小时反应结束后， 将所得产物剪切为粒状，经过烘干、粉碎即为钻井液用暂堵剂。
实施例2
将17. Ilg2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、8. 68g丙烯酸、28. 45g丙烯酰胺混合为反应混合物A，完全溶解于水中，用氢氧化钠溶液调节pH值达到8. O,配制成总质量浓度为30% 的反应混合物水溶液B ;然后分别加入3ml含有O. 0027gN、N-亚甲基双丙烯酰胺的水溶液和5ml含有I. 95g结晶氯化铝水溶液，搅拌溶解后再加入5. 42g经过处理后的海泡石固体粉末，再用氢氧化钠溶液调节PH值到8.0，得到稳定的白色悬浊液；经过SOmin真空吸附工艺后均匀混合，将白色悬浊液、5ml O. 2349g过硫酸钾水溶液和3ml O. 0905g亚硫酸氢钠水4溶液一起放置于水浴中升温到38°C，然后缓慢搅拌状态下引发聚合，3小时反应结束后，将所得产物剪切为粒状，经过烘干、粉碎即为钻井液用暂堵剂。
实施例3
将21. 50g2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、13. 02g丙烯酸、32. 83g丙烯酰胺混合为反应混合物A，完全溶解于水中，用氢氧化钠溶液调节pH值达到10. O,配制成总质量浓度为 20%的反应混合物水溶液B ;然后分别加入3ml含有O. 0034gN、N_亚甲基双丙烯酰胺的水溶液和5ml含有2. 42g结晶硫酸铝水溶液，搅拌溶解后再加入6. 73g经过处理后的沸石固体粉末，再用氢氧化钠溶液调节PH值到10. 0，得到稳定的白色悬浊液；经过30min真空吸附工艺后均匀混合，将白色悬浊液、5ml O. 3890g过硫酸钾水溶液和3ml O. 1498g亚硫酸氢钠水溶液一起放置于水浴中升温到50°C，然后缓慢搅拌状态下引发聚合，5小时反应结束后， 将所得产物剪切为粒状，经过烘干、粉碎即为钻井液用暂堵剂。
实施例4 7步骤与上述实施例相同,具体合成条件如下表I所示
表I实施例4 7反应物质用量及反应条件表
权利要求
1.钻井液用暂堵剂，其特征是由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、丙烯酰胺、无机材料和无机铝盐交联剂、N、N-亚甲基双丙烯酰胺有机交联剂以及引发剂，在碱性条件下， 进行交联聚合反应，即可得到钻井液用暂堵剂。
2.根据权利要求I所述的钻井液用暂堵剂，其特征在于所述的无机铝盐交联剂为结晶氯化铝、结晶硫酸铝中的一种。
3.根据权利要求I或2所述的钻井液用暂堵剂，其特征在于所述的无机材料可以是沸石、海泡石中的一种。
4.钻井液用暂堵剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤(1)将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺按照6 10:2 6:10 15的质量比例混合为反应混合物A，溶解于水中，用氢氧化钠溶液调节pH值到8. O 10. 0，得到澄清的总质量浓度为20% 35%的反应混合物水溶液B ；(2)将占反应混合物A总质量2.6% 3. 6%无机铝盐交联剂水溶液和O. 005% O. 01%N、 N-亚甲基双丙烯酰胺有机交联剂水溶液，以及占反应混合物A总质量1/10 I比例的无机材料依次加入到步骤(I)得到的反应混合物水溶液B中，用氢氧化钠溶液调节pH值至·8.O 10. O，得到稳定的白色悬浊液；(3)将步骤(2)得到的白色悬浊液真空吸附30 140min后，混合均匀，放置在38°C 50°C水浴条件中升温；(4)配制占反应混合物A总质量O.4% O. 8%引发剂水溶液，并将其放在步骤(3)的水浴中升温至与白色悬浊液相同的温度，进行聚合反应，反应2 5h结束，将所得产物剪切为粒状，经过烘干、粉碎即为钻井液用暂堵剂。
5.根据权利要求4所述的钻井液用暂堵剂的制备方法，其特征在于所述的无机交联剂为结晶氯化铝、结晶硫酸铝中的一种。
6.根据权利要求4所述的钻井液用暂堵剂的制备方法，其特征在于引入的无机材料可以是沸石、海泡石中的一种。
7.根据权利要求4所述的钻井液用暂堵剂的制备方法，其特征在于所述的引发剂是氧化还原引发剂，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵的一种，还原剂是亚硫酸氢钠。
全文摘要
本发明涉及一种钻井液用暂堵剂及其制备方法，属于油田化学钻井液处理剂技术领域。本发明是以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、丙烯酰胺、无机材料和无机铝盐交联剂、N、N-亚甲基双丙烯酰胺有机交联剂以及引发剂，在碱性条件下，进行交联聚合反应，即可得到钻井液用暂堵剂。本发明引入无机材料，且使用有机交联剂和无机交联剂复配参与交联聚合反应，其制备原料丰富、廉价，易于工业生产，而且具有较强的抗温性达150℃，能有效封堵井壁喉道，降低滤液侵入储层，有助于稳定井壁，兼有调节钻井液流型的作用；同时无荧光干扰，容易酸化解堵，有效地恢复地层的渗透性，提高油气层产能，有利于保护储层。
文档编号C08F220/06GK102911647SQ20121042493
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者甄剑武, 张麒麟, 孟丽艳, 张希红, 赵虎, 雷祖猛 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院