钻井液用润滑封堵剂及其制备方法和使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钻井液封堵剂技术领域，是一种钻井液用润滑封堵剂及其制备方法和 使用方法。
【背景技术】
[0002] 钻井液是一种在钻井过程中具有携带钻肩、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井 壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安 全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。
[0003] 钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，它的作用是改善钻井液润滑性， 降低井壁与钻具之间的摩擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。 现用润滑剂多采用矿物油或植物油调配而成，但均不具有封堵的能力。
[0004] 钻井液用封堵剂是一类用来封堵地层孔隙和裂缝，防止钻井液及其滤液侵入地 层，以保持井壁稳定的钻井液处理剂。钻井中，通过封堵剂的合理使用，可达到防止井壁垮 塌、防漏以及保护油层的目的。目前，钻井液中应用的各类封堵剂均没有润滑能力。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种钻井液用润滑封堵剂及其制备方法和使用方法，本发明中的钻 井液用润滑封堵剂兼具钻井液润滑剂的润滑性能和钻井液用封堵剂的封堵性能。
[0006] 本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井液用润滑封堵剂，原 料按重量份数计包括6份至15份的丙烯酰胺、2份至8份的丙烯酸、0. 5份至5份的2-甲 基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0. 03份至1份的二甲基二烯丙基氯化铵、1份至5份的N，N'-亚 甲基双丙烯酰胺、30份至100份的水、60份至150份的油相介质、5份至12份的乳化剂和 0.03份至5份的引发剂。
[0007] 下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进： 上述钻井液用润滑封堵剂，按下述步骤得到：第一步，将所需量的水、丙烯酰胺、丙烯 酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混 合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之间；第二步，将所需量的油相介质和乳化 剂加入到混合液中进行乳化反应后得到乳化液，其中，乳化反应的温度为20°C至60°C，乳 化反应的时间为20分钟至40分钟；第三步，向乳化液中加入所需量的引发剂进行聚合反应 后得到钻井液用润滑封堵剂，其中，聚合反应的时间为1小时至10小时。
[0008] 上述油相介质为白油或煤油或生物柴油。
[0009] 上述乳化剂为司盘80、吐温80和0P-10中的一种以上。
[0010] 上述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的组合物或焦亚硫酸钠和过硫酸铵的组合 物或硫代硫酸钠和过硫酸钾的组合物。
[0011] 本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种钻井液用润滑封堵剂的制 备方法，按下述步骤进行：第一步，将所需量的水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化 铵、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之间；第二步，将所需量的油相介质和乳化剂加入到混合液中进行乳化 反应后得到乳化液，其中，乳化反应的温度为20°C至60°C，乳化反应的时间为20分钟至40 分钟；第三步，向乳化液中加入所需量的引发剂进行聚合反应后得到钻井液用润滑封堵剂， 其中，聚合反应的时间为1小时至10小时。
[0012] 下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进： 上述油相介质为白油或煤油或生物柴油。
[0013] 上述乳化剂为司盘80、吐温80和0P-10中的一种以上。
[0014] 上述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的组合物或焦亚硫酸钠和过硫酸铵的组合 物或硫代硫酸钠和过硫酸钾的组合物。
[0015] 本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种钻井液用润滑封堵剂的使 用方法，按下述方法进行：使用时，向钻井液中加入钻井液用润滑封堵剂，钻井液用润滑封 堵剂的加入量为钻井液重量的1%至5%。
[0016] 本发明所述的钻井液用润滑封堵剂在与普通市售的钻井液封堵剂具有相当的封 堵性能的基础上，本发明所述的钻井液用润滑封堵剂具有润滑性能，即本发明所述的钻井 液用润滑封堵剂兼具钻井液润滑剂的润滑性能和钻井液用封堵剂的封堵性能，具有广泛的 应用前景。
【具体实施方式】
[0017] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步描述： 实施例1:该钻井液用润滑封堵剂，原料按重量份数计包括6份至15份的丙烯酰胺、2 份至8份的丙烯酸、0. 5份至5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0. 03份至1份的二甲 基二烯丙基氯化铵、1份至5份的N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、30份至100份的水、60份至 150份的油相介质、5份至12份的乳化剂和0. 03份至5份的引发剂。
[0019] 实施例2:该钻井液用润滑封堵剂，按下述制备方法得到：第一步，将30份至100 份的水、6份至15份的丙烯酰胺、2份至8份的丙烯酸、0. 03份至1份的二甲基二烯丙基氯 化铵、1份至5份的N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0. 5份至5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之间；第二步，将60份至150份的油 相介质和5份至12份的乳化剂加入到混合液中进行乳化反应后得到乳化液，其中，乳化反 应的温度为20°C至60°C，乳化反应的时间为20分钟至40分钟；第三步，向乳化液中加入 0.03份至5份的引发剂进行聚合反应后得到钻井液用润滑封堵剂，其中，聚合反应的时间 为1小时至10小时。
[0020] 实施例3:该钻井液用润滑封堵剂，按下述制备方法得到：第一步，将30份或100 份的水、6份或15份的丙烯酰胺、2份或8份的丙烯酸、0. 03份或1份的二甲基二烯丙基氯 化铵、1份或5份的N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、0. 5份或5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之间；第二步，将60份或150份的油 相介质和5份或12份的乳化剂加入到混合液中进行乳化反应后得到乳化液，其中，乳化反 应的温度为20°C或60°C，乳化反应的时间为20分钟或40分钟；第三步，向乳化液中加入 0.03份或5份的引发剂进行聚合反应后得到钻井液用润滑封堵剂，其中，聚合反应的时间 为1小时或10小时。
[0021] 实施例4:与上述实施例的不同之处在于，油相介质为白油或煤油或生物柴油。
[0022] 实施例5:与上述实施例的不同之处在于，乳化剂为司盘80、吐温80和0P-10中的 一种以上。
[0023] 实施例6:与上述实施例的不同之处在于，引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的组 合物或焦亚硫酸钠和过硫酸铵的组合物或硫代硫酸钠和过硫酸钾的组合物。
[0024] 实施例7:该钻井液用润滑封堵剂，按下述制备方法得到：第一步，将30份水、10 份丙烯酰胺、4份丙烯酸、1份二甲基二烯丙基氯化铵、3份N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、2份 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值为9;第二步，将70份白 油、3. 5份司盘80和3. 5份吐温80加入到混合液中进行乳化反应后得到乳化液，其中，乳化 反应的温度为20°C至60°C，乳化反应的时间为30分钟；第三步，向乳化液中加入0. 5份硫 代硫酸钠和〇. 5份过硫酸钾进行聚合反应后得到钻井液用润滑封堵剂，其中，聚合反应的 时间为4小时。
[0025] 实施例8:该钻井液用润滑封堵剂，按下述制备方法得到：第一步，将40份水、6份 丙烯酰胺、7份丙烯酸、0.05份二甲基二烯丙基氯化铵、2份N，N'-亚甲基双丙烯酰胺、3份 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之间；第 二步，将60份生物柴油、2. 5份司盘80和2. 5份吐温80加入到混合液中进行乳化反应后 得到乳化液，其中，乳化反应的温度为20°C至60°C，乳化反应的时间为30分钟；第三步，向 乳化液中加入0. 3份焦亚硫酸钠和0. 3份过硫酸铵进行聚合反应后得到钻井液用润滑封堵 剂，其中，聚合反应的时间为5小时。
[0026] 实施例9:该钻井液用润滑封堵剂的使用方法，按下述方法进行：使用时，向钻井 液中加入钻井液用润滑封堵剂，钻井液用润滑封堵剂的加入量为钻井液重量的1%至5%。
[0027] 将根据实施例2、实施例7、实施例8得到的钻井液用润滑封堵剂的性能(润滑系数 降低率/%、高温高压滤失量降低率/%)进行测试，将普通市售的钻井液封堵剂的性能(高温 高压滤失量降低率/%)进行测试，润滑系数降低率和高温高压滤失量降低率的测试方法如 下述所示。高温高压滤失量降低率包括淡水基浆HTHP滤失量降低率(淡水基浆高温高压滤 失量降低率）和盐水基浆HTHP滤失量降低率(盐水基浆高温高压滤失量降低率)。
[0028] 润滑系数降