一种高分子降滤失剂及钻井液

1.本发明属于钻井液技术领域，具体涉及一种高分子降滤失剂以及包括该降滤失剂的钻井液。


背景技术：

2.在钻井过程中，由于压差的作用，钻井液中的水分不可避免地通过井壁滤失到地层中，造成钻井液失水。随着水分进入地层，钻井液中粘土颗粒便附着在井壁上形成“滤饼”，形成一个滤饼井壁。由于滤饼井壁比原来的井壁致密的多，所以它一方面阻止了钻井液的进一步失水，一方面起到保护井壁的作用。但是在滤饼井壁形成的过程中，滤失的水分过多，滤饼过厚，细粘土颗粒随水分进入地层等都会影响正常钻井，并对地层造成伤害。钻井液的滤失及滤饼的形成在钻井的过程中是必然的，通过滤失可形成滤饼保护井壁。但是钻井液滤失量过大易引起页岩膨胀和坍塌，造成井壁不稳定。此外，滤失量增大的同时滤饼增厚，使井径缩小导致卡钻。但现有钻井液在井下形成滤饼的同时，其滤失量相对较大。


技术实现要素：

3.为解决前述问题，本发明提出了一种高分子降滤失剂，其在保证钻井液形成滤饼的同时，能够保证钻井液具有较小的滤失量。
4.本发明的技术方案如下：一种高分子降滤失剂，其采用以下步骤制备而成：
5.s1、以重量份计，取4
‑
5份丙烯酰胺、5
‑
6份对苯乙烯磺酸钠、5
‑
8份甲基丙烯酸加入到50份水中，搅拌均匀后加入0.5
‑
1份氧化石墨烯，密闭超声分散，得到氧化石墨烯分散液；
6.s2、取步骤s1的氧化石墨烯分散液，调节其ph为9
‑
12，加入氧化还原引发剂，并升温至50
‑
60℃进行反应3
‑
8h，反应结束后，降低温度至30
‑
50℃并恒温熟化2
‑
5h，得到聚合物胶体；
7.s3、将步骤s2中得到的聚合物胶体用乙醇、去离子水洗涤数次，干燥至恒重，并粉碎造粒即得降滤失剂。
8.进一步的，所述氧化还原引发剂为过硫酸铵、过硫酸铵或过硫酸钾中的任意一种与亚硫酸钠的组合。
9.进一步的，所述步骤s3中，干燥温度为60
‑
70℃。
10.本发明的另一个目的是提供了一种滤失量低、抗盐性较好的钻井液，以重量份计，所述钻井液包含以下组分：100份水，2
‑
12份膨润土，0.1
‑
1份碳酸钠，0.001
‑
0.3份氢氧化钠，0.2
‑
4份包被剂，3
‑
10份上述的降滤失剂，1
‑
8份抑制剂，0.5
‑
9份封堵防塌剂，1
‑
10份降粘剂，2
‑
6份固壁剂，1
‑
5份稀释剂，2
‑
9份润滑剂，10
‑
50份加重剂。
11.进一步的，以重量分计，所述钻井液包含以下组分：100份水，4
‑
10份膨润土，0.2
‑
0.9份碳酸钠，0.002
‑
0.2份氢氧化钠，1
‑
3份包被剂，4
‑
9份降滤失剂，2
‑
6份抑制剂，2
‑
7份封堵防塌剂，2
‑
8份降粘剂，3
‑
5份固壁剂，2
‑
4份稀释剂，3
‑
8重量份润滑剂，12
‑
48份加重剂。
12.进一步的，所述包被剂为fa
‑
367；所述封堵防塌剂为自仿生封堵封堵防塌剂、水分
散乳化沥青粉sft或抑制封堵防塌剂无荧光白沥青nfa
‑
25中的至少一种；所述抑制剂为磺化沥青ft
‑
1、丙酰胺或氯化钾中的至少一种；所述降粘剂为磺化褐煤、低聚物降粘剂xb
‑
40或复合离子型聚合物降粘剂psc90
‑
6中的至少一种；所述固壁剂为改性树脂聚合物hlgb
‑
2；所述稀释剂为硅醚聚合物、smt
‑
t或xg
‑
1中的至少一种；所述润滑剂为磺化妥尔油沥青、磷酸脂或硫化油脂中的至少一种；所述加重剂为重晶石、磁铁矿粉或钛铁矿粉中的至少一种。
13.本发明的有益效果：本发明制得的高分子降滤失剂，不仅能够极大的降低钻井液的滤失量，同时还具有较好的抗高温性能；本发明提供的钻井液，不仅能够在井壁上形成优质的泥饼，提高泥饼的稳定性，同时其滤失量较低，还具有较好的抗盐性能。
具体实施方式
14.为使本发明的技术方案和技术优点更加清楚，下面将结合本发明在新疆某致密油藏开发中的实际应用过程，对本发明的实施过程中的技术方案进行清楚、完整的描述。
15.本实施例中的各种化学原料，如无特别说明，均为化学纯，其中，丙烯酰胺购自淄博东方化工厂；对苯乙烯磺酸钠可购自湖北康迪斯化工有限公司；对苯乙烯磺酸钠由对溴乙苯磺酸在氢氧化钠的作用下脱去溴化氢制得，是一种白色至微黄色粉末；甲基丙烯酸可购自山东初鑫化工有限公司；亚硫酸氢钠购自中国医药上海试剂厂。
16.实施例1
17.高分子降滤失剂的制备：
18.s1、取40g丙烯酰胺、50g对苯乙烯磺酸钠和60g甲基丙烯酸加入到500ml水中，后加入6g氧化石墨烯，并将其在密闭状态下超声分散，得到氧化石墨烯分散液。
19.s2、将s1中所得氧化石墨烯分散液在氮气气氛下，用氢氧化钠溶液调节ph至10，并加入比例为1:1.4的亚硫酸钠
‑
过硫酸钾氧化还原引发剂，升温至55℃反应6h，观察到此时反应液体变得粘稠，停止反应，将其置于45℃的条件下恒温熟化4h，即得聚合物胶体。
20.s3、将步骤s2中的聚合物胶体依次用乙醇、去离子水洗涤3次，抽滤，将固相在60℃条件下干燥至恒重，随后将其粉碎造粒即得本实施例的高分子降滤失剂a1。
21.钻井液的制备：
22.1、取700g膨润土、50g碳酸钠加入10l水中，搅拌6h后，静止24h形成基浆；
23.2、在高速搅拌的条件下，依次向基浆中加入100g包被剂fa
‑
367、400g水分散乳化沥青粉sft、300g磺化沥青ft
‑
1、300g磺化褐煤、400g改性树脂聚合物hlgb
‑
2、300g smt
‑
t、400g磺化妥尔油沥青、2000g重晶石、60g上述步骤中制备的高分子降滤失剂，持续搅拌30min，同时用氢氧化钠将其ph调节至11，即得本实施例的钻井液s1。
24.依照实施例1中的步骤，改变各物质的加量以及ph以制备不同的高分子降滤失剂，同时钻井液中，形成实施例2
‑
4，同时改变各物质的加量，使得高分子降滤失剂中的至少一种原料的加量不在本发明的范围内形成对比例1
‑
2，各物质的加量如下表所示：
25.表1实施例1
‑
4及对比例1
‑
2中制备高分子降滤失剂时各物质的加量
[0026][0027]
为了进一步说明本发明的技术效果，下面采用具体的测试对其进行说明。
[0028]
滤失量测试
[0029]
通过测量钻井液滤失量以及在200℃条件下老化8h后的滤失量来说明本发明的效果，测试过程中，基浆的膨润土含量为6％、矿化度为50000mg/l，测试仪器为高温高压滤失仪。具体测试结果件表2.
[0030]
表2本发明实施例及对比例的滤失量测试结果
[0031]
编号实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2老化前滤失量/ml4.55341815老化后滤失量/ml5.5645.52321
[0032]
从表2中可以看出，本发明的降滤失剂具有较好的降滤失效果，同时也具有较好的抗高温性，而对比例1和对比例2降滤失剂由于各组分的配比较差，最终制得的降滤失剂的效果较差。
[0033]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。