钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物及其制备方法与流程

文档序号:16930135发布日期:2019-02-22 20:11阅读:164来源:国知局
本发明涉及一种石油钻井液助剂,具体是一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。本发明还涉及所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法。
背景技术
:在钻井过程中由于泥页岩水化会造成的卡钻,井壁失稳,发生井塌、埋钻等事故,会加剧钻头和钻具上的磨损,需要添加适当的抑制剂和润滑剂等钻井材料;当前受环保大方向影响,对钻井材料的环保性要求越发严格。沥青类防塌剂、矿物油类润滑剂、磺酸盐类处理剂等由于对土壤的不良影响,已逐渐被取代。发明人检索到以下相关专利文献:cn1786102a公开了一种钻井液用聚合醇润滑抑制剂及其应用,包括起润滑作用的聚合醇a和起抑制作用的聚合醇b,其中聚合醇a的重量百分比为1~50%,聚合醇b的重量百分比为50~99%,润滑抑制剂适用于淡水或盐水或饱和盐水钻井液,其占钻井液重量的1~10%。cn106634887a公开了一种该钻井液用防塌润滑聚合醇的生产方法,其中所述的生产方法包括表面活性剂pe、木质素磺酸钠盐、聚丙烯腈-铵盐、表面活性剂l62/表面活性剂司班80、消泡剂xp六种物质复配而成,其中:固体物料表面活性剂pe、木质素磺酸钠盐、聚丙烯腈-铵盐的质量比例依次是1:1:1;液体物料高纯度表面活性剂l62、表面活性剂司班80、消泡剂xp的质量比例依次是5:5:2;其中固体物料质量约是液体物料质量的9倍;优点为:本发明的生产工艺操作简单,利于环境保护;所生产产品分散性好、水溶性好、配伍性好,经济实惠,使用方便。cn102851004a公开了一种钻井液用生物降解润滑剂及其制备方法,钻井液用生物降解润滑剂及其制备方法:按重量份数含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化剂0.5份至3份、表面活性剂3份至15份。钻井液用生物降解润滑剂的制备方法,按下述步骤进行:第一步:将原料油、低碳醇和催化剂加入反应器中在40℃至90℃的温度下进行酯交换反应和回流反应2小时至5小时。本发明通过原料油、低碳醇、催化剂和表面活性剂的配合使用,实现增强钻井液润滑性能的目的,具有性能稳定、低温流动性好、无毒、易生物降解和对环境污染小,减少了卡钻事故的发生,降低了钻井生产成本。cn102766444a公开了一种钻井液用抑制剂及其制备方法,属油田化学钻井液处理剂
技术领域
。步骤如下:(1)将摩尔比是环氧氯丙烷:水:催化剂为1:(12~20):(0.02~0.12)的原料在60~100℃下反应3~8h,得3-氯-1,2-丙二醇水溶液;(2)将摩尔比为1:(0.5~5)的烷基糖苷与3-氯-1,2-丙二醇在80~110℃下反应0.5~4.0h,得氯代醇糖苷水溶液;(3)将氯代醇糖苷水溶液调ph值至6~9,加入33.3%的二甲胺水溶液,氯代醇糖苷与二甲胺摩尔比为1:(0.2~2.2);(4)交联剂加入量为二甲胺有效含量的2%~5%;在40~80℃下聚合反应1~5h后浓缩、烘干、粉碎,即得烷基糖苷基聚胺产品。该反应以水为溶剂,工艺操作简单环保,产品页岩抑制性能优异。以上这些技术对于如何使抑制润滑剂能够解决现在钻井过程中钻头和钻具易磨损、钻井阻力大、产品性能单一且工艺相对复杂的问题,并未给出具体的指导方案。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于,提供一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物,它性能良好,能有效稳定井壁且润滑性能好,有利于保护油气层,无毒,可生物降解,维护简单,能够完全满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要。为此,本发明所要解决的另一个技术问题在于,提供一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物(或者说是作为钻井液抑制润滑剂用的醇醚聚合物),其技术方案在于它是由下述重量配比(重量份数,质量份数)的原料制成的:清水45份~55份,水溶性聚醚25份~35份,聚乙二醇20020份~30份,二甲基二烯丙基氯化铵15份~25份,消泡剂6份~15份。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的水溶性聚醚的浊点可以为30℃~60℃。水溶性聚醚可以为分子量在20000~50000之间的聚醚。上述的消泡剂可以为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种。上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水45份,水溶性聚醚25份,聚乙二醇20020份,二甲基二烯丙基氯化铵15份,消泡剂6份;上述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油)。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水50份,水溶性聚醚30份,聚乙二醇20025份,二甲基二烯丙基氯化铵20份,消泡剂10份;上述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。上述技术方案中,优选的技术方案还可以是,所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水55份,水溶性聚醚35份,聚乙二醇20030份,二甲基二烯丙基氯化铵25份,消泡剂15份;上述的消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物达到了良好的性能效果,参见本说明书后面的表1,本发明的醇醚聚合物性能为:页岩膨胀降低率≥50%,润滑系数降低率≥70%。本发明的醇醚聚合物与现有相关的抑制润滑剂比较具有以下效果:1、所述醇醚聚合物能有效稳定井壁,防止井壁垮塌,和泥页岩水化;润滑性能好,有利于保护油气层。2、所述醇醚聚合物的制备过程简单,易于实施,生产成本低。3、它无毒,可生物降解,维护简单,能够完全满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要。4、抗温抗盐性能优良(抗温达到160℃),配伍性好。综上所述,本发明解决了钻井过程中泥页岩井壁的不稳定、钻头和钻具的磨损、钻井成本高、工艺繁琐的问题,同时该醇醚聚合物具有较强的生物降解性,维护简单,满足了储层保护的需要。具体实施方式为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1:本发明所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水45份,水溶性聚醚25份,聚乙二醇20020份,二甲基二烯丙基氯化铵15份,消泡剂6份;上述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油)。水溶性聚醚的浊点为30℃。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。实施例2:本发明所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水50份,水溶性聚醚30份,聚乙二醇20025份,二甲基二烯丙基氯化铵20份,消泡剂10份;上述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。水溶性聚醚的浊点为38℃。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。实施例3:本发明所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物是由下述重量配比的原料制成的:清水55份,水溶性聚醚35份,聚乙二醇20030份,二甲基二烯丙基氯化铵25份,消泡剂15份;上述的消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。水溶性聚醚的浊点为45℃。所述的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤:按上述重量配比在反应釜内加入清水,在清水中加入水溶性聚醚、聚乙二醇200、二甲基二烯丙基氯化铵、消泡剂然后混合搅拌均匀,所得产物即为钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物。以下为本发明的试验部分:本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物可适用各钻井液体系。在钻井液体系中的用量根据实际的钻井地质条件添加,添加量(用量)为1%-3%(重量百分比)。表1为各实施例的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的性能评价表。表1各实施例的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物的性能评价实施例浊点页岩膨胀降低率,%润滑系数降低率,%实施例130℃56.285.4实施例238℃50.589.4实施例345℃51.686.2由表1可知:本发明各实施例制备的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物均能达到良好的性能效果。与已有相关的抑制剂和润滑剂相比,本发明的性能全面,能有效的降低钻井成本,与已有相关技术相比,其制造成本降低了20%以上。本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物与现有技术比较具有以下有益效果:(1)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物具有浊点效应,一方面当钻井液温度大于浊点温度时析出的醇醚微粒吸附在井壁粘土表面堵塞孔隙(有良好的抑制性),另一方面聚醚分子链通过氢键吸附形成半渗透的润滑保护膜(有良好的润滑性);两方面相互作用具很强的抑制性与封堵性,能有效稳定井壁且润滑性能好,有利于改善钻头、钻具和井壁间摩擦,减少钻头、钻具及其它配件的磨损,延长了钻具和钻头的使用寿命,钻具和钻头的使用寿命皆延长了一倍以上,本发明的抑制润滑剂醇醚聚合物浊点温度低,使用范围广;(2)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物制备过程简单,易于实施,有利于大规模生产;(3)所述钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物有较强的生物降解性,维护简单,满足了储层保护的需要。综上所述,本发明的钻井液用抑制润滑剂醇醚聚合物通过各组分的协同作用,它性能良好,能有效稳定井壁且润滑性能好,有利于保护油气层,它无毒,可生物降解,维护简单,完全能够满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要,具有良好的推广应用价值。当前第1页12
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