专利名称：钻井液粘度稳定剂主剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于钻井液的粘度稳定剂主剂。
背景技术：
钻井过程中，导致钻井液粘度改变的两大因素是温度升高与固含量的 增加。高温导致钻井液中包被剂发生降解、钻井液包被剂与粘土胶粒结合能 力下降，从而导致钻井液粘度下降；固含量增加，导致钻井液过稠，粘度上 升，影响钻速并可能出现卡钻等事故。解决前一问题的方法是，加入抗氧剂 提高包被剂的高温稳定性或改进分子结构提高包被剂本身的高温稳定性。解 决后一问题的方法是，加入粘土水化抑制剂，防止钻屑分散。
上述手段仅从提高处理剂性能出发，未充分考虑钻井液中另一重要组 份一一粘土胶体在两大因素影响下对钻井液粘度的影响。通过提高包被剂的 抗温性这一手段仅能緩解高温降粘效应，不能解决钻屑对钻井液粘度影响的 问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钻井液粘度稳定剂主剂，在高温与 钻屑增加的情况下能够很好地保持钻井液粘度的稳定性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种钻井液粘度稳定剂主剂，其分子 式为
<formula>formula see original document page 3</formula>
其中，所述的Rl和R2为C (碳)、P (磷)或Si (硅)，所述D为K或Na，所述l《nl《500, 1 "2<500。
优选地，所述分子式的端基可以是曱基、羟基或曱氧基或羟钠基(一
0"Na+)。
通过本发明配制的稳定剂能够拆散钻井液粘土胶体网架结构，提高粘土 胶体颗粒表面亲水性，通过成膜作用能抑制钻屑中劣质土的分散，从而提高 了钻井液中包被剂与粘土胶体粒子在高温下的结合能力，减緩了高温对钻井 液粘度影响。此外，通过对钻屑表面的吸附成膜，阻止钻屑的分散，拆散钻 井液网架结构，降低了钻屑对钻井液粘度影响。通过以上两条途径，实现对 钻井液粘度稳定的目的，减少了钻井液粘度调节过程对钻井速度的影响，为 高速、安全钻进提供了条件。
具体实施例方式
下面对本发明做进一步详细的说明。 实施例1
制备的稳定剂主剂分子式为
N +
付？1
其中，l《nl<500。其端基为羟钠基(一(TNa+)。
本实施例中，Ri为碳原子(C) , R2磷原子(P)，以醋酸、三氯化磷 或五氯化磷为起点原料，并按照如下步骤进行制备
步骤a、先将一定量醋酸泵入反应釜，在-l(TC-(TC下緩慢滴加三氯化 磷(或五氯化磷)，同时启动搅拌机；
步骤b、三氯化磷(或五氯化磷)滴加完毕，再搅拌60分钟，至反应 完毕；
步骤c、緩慢滴加一定量去离子水，升温至7(TC 13(TC回流反应，尾
<formula>formula see original document page 4</formula>气用水吸收；
步骤d、反应完毕用30%氬氧化钠中和至PH值10~12，并用水稀释到 使用浓度，降温出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
通过本实施例制得的稳定剂对膨润土浆有良好降粘效果，可提高钻井液 中膨润土与包被剂的高温结合能力，改善钻井液粘度的高温稳定性。如钻井 液在9(TC热滚16小时，粘度降低20%以上,当加入配制的稳定剂0. 2%时(有 效量)，其降低率下降到10%以内。
实施例2 o—Na+ O—Na4
制备分子式为
Si——Si
"a+ 6-Na+
的稳定剂主剂；其中，l<nl<500,其端基为羟钠基(一0~Na+)与曱 氧基或曱基。
本实施例中，R,.R2为硅原子(Si),以四氯化硅为起点原料，并按照 如下步骤进行制备
步骤a、将四氯化硅泵入反应釜；
步骤b、将一定量醇类或环氧烷与氬氧化钠溶液泵入滴加罐；
步骤c、开启搅拌机，緩慢滴加醇类或环氧烷溶液，回流反应，反应产 生的氯化氢气体用水吸收；
步骤d、上述反应结束，降温到室温，再緩慢滴加一定量氢氧化钠溶液， 使羟钠基与烷氧基或烷基调整到合适比例；
步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当有效加量为
0.2%,钻屑滚动回收条件为90°C、 16小时，与清水进行对比试验，其钻屑滚 动回收率大幅提升；如清水回收率为5%时，加入该剂3%后钻屑滚动回收率可 达50°/。以上。当钻井液中加入钻屑量10%，加入该剂0.2% (有效量)泥浆粘 度的波动由30%降到10%以内。
实施例3 制备分子式为
<formula>formula see original document page 6</formula>
0-Na十0-Na叫
的稳定剂主剂，其中，l<nl《500。其端基为羟钠基(一0-Na+)。
本实施例中，R!.R2为硅原子(S。与磷原子，以三氯化磷、四甲氧基硅 烷为起点原料，并按照如下步骤进行制备
步骤a、将四甲氧基硅烷泵入反应釜；
步骤b、将一定量去离子、三氯化磷泵入滴加罐；
步骤c、开启搅拌机，緩慢滴加三氯化磷、去离子水，回流反应，反应 产生的氯化氢气体用水吸收；
步骤d、上述反应结束，降温到室温，再緩慢滴加一定量氢氧化钠溶液；
步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井 液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当钻井液中钻屑 量10%时，加入该剂0. 2% (有效量)泥浆粘度的波动由30%降到10%以内。
实施例4 制备分子式为:
<formula>formula see original document page 6</formula>的稳定剂主剂其中，l<nl<500。其端基为羟钠基(一O.Na+)与曱基。
制备工艺是以乙酰氯、四氯化硅为起点原料，并按照如下步骤进行制
备
步骤a将一定量去离子水泵入反应釜；
步骤b、将四氯化硅泵入滴加罐，緩慢滴加到反应釜，边滴边撑拌，尾 气用水吸收；
步骤c上述反应结束，滴加乙酰氯，回流反应；
步骤d、上述反应结束，降温到室温，再緩慢滴加一定量氢氧化钠溶液；
步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分散作用，可改善钻井 液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定性。当有效加量为 0.2%,钻屑滚动回收条件为9(TC、 16小时，与清水进行对比试验，其钻屑 滚动回收率大幅4C升；如清水回收率为5%时，加入该剂3%后钻屑滚动回收 率可达50%以上。当钻井液中加入钻屑量10%,加入该剂0. 2% (有效量)泥 浆粘度的波动由30%降到10%以内。
实施例5 制备分子式为
<formula>formula see original document page 7</formula>的稳定剂主剂其中，l《nl<500，其端基为羟钠基(一0"Na+)。 制备工艺是以磷酸、纯碱、氢氧化钠为原料，以过热蒸汽搅拌反应得
产品<步骤a;将一定量磷酸泵入反应釜；
步骤b、将一定量纯碱加入到反应釜，用130。C以上过热蒸汽搅拌反应 到PH值为7-8;
步骤c、加一定量氬氧化钠中和到PH值10-12;
步骤d、将上步反应物料倒入捏合机，在IO(TC以上加热反应，最合将 水蒸发得产品。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
通过本实施例制得的稳定剂可有效拆散钻井液的网架结构，提高钻井液 的固相容量与抗钻屑污染能力，并可提高钻井液包被剂与粘土的高温结合能 力、提高钻井液粘度的高温稳定性。如钻井液在9(TC热滚16小时，粘度降 低20%以上；当加入配制的稳定剂0. 2%时(有效量)，其降低率下降到10% 以内。
实施例6 0—Na+
制备分子式为
<formula>formula see original document page 8</formula>
的稳定剂主剂其中，l<n2《500，其端基为烷基或烷氧基或羟钠基(一
CTNa+)。
本案例稳定剂以四氯化硅、环氧烷、氢氧化钠为起点原料，按以下步骤
制备
步骤a、将一定量四氯化硅加入反应釜；
步骤b、将环氧烷泵入滴加罐，缓慢滴加到反应釜，边滴边撑拌，反应 温度控制在40—80°C,直到环氧烷反应完毕；
步骤c、上述反应结束，冷却到室温，緩慢滴加氢氧化钠溶液，控制温 度在40—60。C反应；
步骤d、上述反应结束，降温到室温，再滴加一定量氢氧化钠溶液，调节PH值到10—12;
步骤e、真空除臭后，出料，即可制得本实施例稳定剂主剂。
配制稳定剂时，按照稳定剂一般的配制工艺加入适量的降凝剂、稀释剂 等就可以制得。
本实施例的效果是通过本实施例制得的稳定剂对钻屑有良好的抑制分 散作用，可改善钻井液的抗钻屑污染能力，并可提高钻井液粘度的高温稳定 性。当有效加量为O. 2%，钻屑滚动回收条件为9(TC、 16小时，与清水进行 对比试验，其钻屑滚动回收率大幅提升；如清水回收率为5%时，加入该剂 3%后钻屑滚动回收率可达50%以上。当钻井液中加入钻屑量10%，加入该剂 0. 2% (有效量)泥浆粘度的波动由30°/ 降到10%以内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种钻井液粘度稳定剂主剂，其特征在于，其分子式为其中，所述的R1和R2为碳、磷或硅，所述D为钠或钾，所述1≤n1≤500，1≤n2≤500。
2、如权利要求l所述的主剂，其特征在于，所述分子式的端基可以是烷基、羟基或烷氧基或羟钠基(一CTNa+)。<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
本发明公开了一种钻井液粘度稳定剂主剂，其分子式为右式，其中，所述的R1和R2为碳、磷或硅，所述D为钾或钠，所述1≤n1≤500，1≤n2≤500。本发明通过拆散钻井液粘土胶体网架结构、提高粘土胶体颗粒表面亲水性，提高了钻井液中包被剂与粘土胶体粒子在高温下的结合能力，减缓了高温对钻井液粘度影响，抑制了钻屑分散对钻井液的增稠增粘效应。
文档编号C09K8/02GK101319135SQ20081011599
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者潘代奇, 王云庆, 铁 耿, 静 赵 申请人:中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司;天津中海油服化学有限公司