一種鉆井液用水基增粘提切劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種鉆井液用水基增粘提切劑的制備方法W及根據該制備方法制備 得到的一種鉆井液用水基增粘提切劑。
【背景技術】
[0002] 大位移井具有能大范圍地控制含油面積、提高油氣采收率、降低油田開發成本等 優點，具有顯著的經濟、社會效益，所W大位移井已成為目前開發邊際油田的最有效手段之 一。近年來隨著大斜井大位移井鉆井數量的增多，對鉆井液攜巖性提出了更高的要求。
[0003] 井眼清潔效果不好會增大鉆井扭矩和摩阻，因此在大位移井、大井斜、低排量、低 返速的條件下，如何及時有效地攜帶出井內巖屑，消除巖屑床，保持井眼清潔，是大位移井 能否順利施工的關鍵。由于對環保要求的提高，W及低鉆井成本和現場易處理的需求，使在 地質條件不十分復雜的前提下，大位移井鉆井作業盡可能采用水基鉆井液體系。在鉆井液 環空返速一定時，調整鉆井液流型、選擇適當的流變參數是井眼凈化的關鍵。當環空鉆井液 流態為層流時，必須調整鉆井液流變性，用平板型層流來代替尖峰型層流，從而改善鉆井液 的攜巖能力。如果體系動塑比過低，會導致尖峰型層流；如動塑比過高，往往會因動切力的 增大引起累壓顯著升高，所W適當高的動塑比，使體系形成平板型層流有利于經驗清潔。不 論是素流還是層流，提高鉆井液粘度都能有助于攜巖。目前國內主要應用黃原膠、改性纖維 素等提高鉆井液增粘性能，成為解決巖屑清除問題的重要措施。但從整體考慮，通過增粘W 提高鉆井液攜巖性能，不只在原理上與問題本質不足W相契合，且在實際中也存在資源浪 費、性能比價低的問題。性能好的增粘提切劑，能夠在最大限度上協調各方面性能，盡可能 地協調各方面性能之間的平衡，并且使得鉆井液得到高動塑比，優化體系攜巖能力，大大減 少鉆井事故，提高鉆井效率。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于克服現有的鉆井液增粘提切劑動塑比不夠高、應用范圍較窄和 /或抗溫穩定性不夠好的缺點，提供一種鉆井液用水基增粘提切劑的制備方法W及根據該 制備方法制備得到的鉆井液用水基增粘提切劑，本發明的鉆井液用水基增粘提切劑具有優 異的增粘提切性能、抗溫性能和體系適用性，其優異的增粘提切性能具體表現為；能夠使 鉆井液體系獲得較高的動塑比，很好地優化鉆井液流型，提高體系動切力，增強體系攜巖能 力。
[0005] 本發明的發明人發現，通過向調節抑之后的混合物中格外加入偶氮引發劑，并調 節各物質的配比和控制反應條件，可W使得所制備得到的鉆井液增粘提切劑具有優異的上 述性能，其原理推測為；偶氮引發劑能夠在一定程度上抑制氧化還原引發體系的作用，使得 反應更平緩穩定，有利于得到反應均勻、性能穩定的產物。
[0006] 本發明提供了一種鉆井液用水基增粘提切劑的制備方法，該方法包括W下步驟：
[0007] (1)在攬拌下，將陰離子單體、非離子型單體和陽離子單體在水中溶解并混合；
[0008] (2)將步驟（1)所得混合液調節抑值至5-10,并繼續攬拌；
[0009] 做向步驟似所得混合物中加入偶氮引發劑、還原劑和氧化劑，并在攬拌下進行 反應。
[0010] 本發明還提供了根據本發明的方法制備得到的一種鉆井液用水基增粘提切劑。
[0011] 本發明的鉆井液用水基增粘提切劑與現有技術相比的主要優勢在于：
[0012] (1)本發明的鉆井液用水基增粘提切劑能夠在一定的增粘程度下，使鉆井液體系 獲得較高的動塑比；
[0013] (2)本發明的鉆井液用水基增粘提切劑具有優良的配伍性，能夠適用于大多數水 基鉆井液體系，并且能夠較好地應用于飽和鹽水鉆井液體系；
[0014] (3)本發明的鉆井液用水基增粘提切劑具有優異的增粘提切性能和抗溫性能，可 抗溫度可W達到150°CW上。
[0015] 本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【具體實施方式】
[0016] W下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0017] 本發明提供了一種鉆井液用水基增粘提切劑的制備方法，該方法包括W下步驟：
[0018] (1)在攬拌下，將陰離子單體、非離子型單體和陽離子單體在水中溶解并混合；
[0019] (2)將步驟（1)所得混合液調節抑值至5-10,并繼續攬拌；
[0020] 做向步驟似所得混合物中加入氧化劑、還原劑和偶氮引發劑，并在攬拌下進行 反應。
[0021] 在步驟（1)中，本發明的發明人發現，通過將陰離子單體、非離子型單體和陽離子 單體W-定的比例配合，可W獲得增粘提切性能、抗溫性能和體系適用性更好的產品。本發 明的發明人經過大量的試驗發現，陰離子單體、非離子型單體和陽離子單體的用量比為：相 對于7000重量份的水，所述陰離子單體的用量為550-650重量份，所述非離子型單體的用 量為450-550重量份，所述陽離子單體的用量為200-300重量份；更優選的用量比為；相對 于7000重量份的水，所述陰離子單體的用量為618-621重量份，所述非離子型單體的用量 為506-511重量份，所述陽離子單體的用量為238-242重量份。
[002引在步驟（1)中，所述攬拌的條件沒有特別的限定，能夠將陰離子單體、非離子型 單體和陽離子單體充分溶解并充分混合即可，例如所述攬拌的條件可W包括；攬拌速度為 300-45化/min,攬拌時間為15-35min;所述攬拌的條件優選包括；攬拌速度為350-40化/ min,攬拌時間為20-30min。在本發明中，所述攬拌速度的前提是攬拌獎或攬拌子的直徑能 夠達到容器底面直徑的至少=分之一。
[0023] 在步驟（1)中，所述陰離子單體優選為不飽和酸，所述非離子型單體優選為不飽 和酷胺，所述陽離子單體優選為季錠鹽和/或不飽和醋，其中所述不飽和酸、不飽和酷胺、 季錠鹽和不飽和醋的種類沒有特別的限定，可W為本領域常規使用的制備鉆井液用水基增 粘提切劑的不飽和酸、不飽和酷胺和季錠鹽和不飽和醋的種類。所述不飽和酸可W選自苯 橫酸、丙締酸、2-丙締酷胺基-2-甲基丙橫酸、甲基丙橫酸和亞甲基了二酸中的一種或多 種，優選選自苯橫酸、丙締酸、2-丙締酷胺-2-甲基丙橫酸和亞甲基了二酸中的一種或多 種，在更優選的實施方式中，只選取其中的一種或兩種。所述不飽和酷胺可w選自哲甲基丙 締酷胺、丙締酷胺、N，N'-亞甲基二丙締酷胺、N，N-二甲基丙締酷胺、二甲氨基丙基甲基丙 締酷胺和N-異丙基甲基丙締酷胺中的一種或多種，優選選自哲甲基丙締酷胺、丙締酷胺、 N，N'-亞甲基二丙締酷胺和N，N-二甲基丙締酷胺中的一種或多種，在更優選的實施方式 中，只選取其中的一種或兩種。所述陽離子單體優選為季錠鹽和/或不飽和醋，其中所述 季錠鹽可W選自二己基二締丙基氯化錠、二甲基二締丙基氯化錠和=甲基締丙基氯化錠中 的一種或多種，所述不飽和醋可W選自甲基丙締酸二甲胺己醋和/或甲基丙締二甲氨基己 醋，在更優選的實施方式中，只選取季錠鹽和不飽和醋中的一種或兩種。
[0024] 在步驟（2)中，將步驟（1)所得混合液調節抑值至5-10,優選調節抑值至7-9。 所述調節抑值所用的堿沒有特別的限定，可W為常規的堿，例如堿金屬的氨氧化物如氨氧 化鋼。
[0025] 步驟（2)的操作溫度、攬拌的速度和攬拌的時間均沒有特別的限定，例如，步驟 (2)的操作溫度可W為25-45°C，且攬拌的速度可W為250-45化/min,攬拌的時間可W為 20-60min;優選地，步驟（2)的操作溫度為30-40°C，且攬拌的速度為300-4(K)r/min，攬拌的 時間為30-50min。所述操作溫度的控制方式優選為；將容器置于水浴中加熱，W保持較為 恒定的溫度。
[0026] 在步驟（3)中，向步驟似所得混合物中加入氧化劑、還原劑和偶氮引發劑，并攬 拌反應。現有技術在制備鉆井液用水基增粘提切劑時，通常只加入還原劑和氧化劑，而本發 明的發明人發現，如果格外加入偶氮引發劑，可W顯著地提高所制得產品的性能。并且本 發明的發明人經過的大量的研究發現，需要對偶氮引發劑、還原劑和氧化劑的用量配比進 行嚴格控制，才能使所制得產品具備更好的增粘提切性能、抗溫性能和體系適用性的綜合 性能。優選地，所述偶氮引發劑、還原劑和氧化劑的用量的重量比為1-3 ;3-5 ;1-3 ;更優選 地，所述偶氮引發劑、還原劑和氧化劑的用量的重量比為1-1. 3 ;3. 3-3. 5 ;1. 2-1. 4 ;其中， 所述偶氮引發劑的用量占步驟（1)中所述陰離子單體、非離子型單體和陽離子單體總重量 的0. 2-1重量％，優選為0. 4-0.6重量％。
[0027] 在步驟（3)中，所述偶氮引發劑可W為常規的偶氮引發劑，優選選自偶氮二異庚 膳、偶氮二了脈鹽酸鹽、偶氮異了氯基甲酯胺、偶氮二異了咪挫咐鹽酸鹽和偶氮二異了膳中 的一種或多種，進一步優選選自偶氮二異庚膳、偶氮二了脈鹽酸鹽和偶氮二異了膳中的一 種或多種。所述還原劑沒有特別的限定，使用本領域常規的還原劑即可，例如可W選自亞硫 酸氨鋼、硫酸亞鐵、硫脈和亞硫酸鋼中的一種或多種，優選選自亞硫酸氨鋼、硫酸亞鐵、亞硫 酸鋼中的一種或多種。所述氧化劑沒有特別的限定，使用本領域常規的氧化劑即可，例如可 W選自過硫酸錠、過硫酸鐘、過氧化氨和叔了基過氧化氨中的一種或多種，優選選自過硫酸 錠、過硫酸鐘和過氧化氨中的一種或多種。
[002引在步驟（3)中，所述偶氮引發劑、還原劑和氧化劑的加入方式沒有特別的限定，可W同時加入，也可W依次加入。在本發明一種優選的實施方式中，在攬拌的條件下，依次向 步驟（2)所得混合物中加入氧化劑、還原劑和偶氮引發劑，加入的間隔時間為當觀察到前 一種物質大致溶解時即可加入下一種物質。
[0029] 在步驟（3)中，所述反應的溫度和時間沒有特別的限定，例如所述反應的溫度可 W為25-45°C，反應的時間可W為2-化；優選地，所述反應的溫度為30-40°C，反應的時間為 3-5h。所述攬拌的速度也沒有特別的限定，優選為較為溫和的攬拌，例如攬拌的速度可W為 200-350r/min，優選為 250-300r/min。
[0030] 在本發明中，所述鉆井液用水基增粘提切劑的制備方法還包括；將步驟（3)所得 產物干燥并礙磨成粒徑為40-80目的粉末。所述干燥的條件沒有特別的限定，優選地，干 燥溫度為85-95°C，干燥時間為8-16h。所述礙磨的方式沒有特別的限定，可W使用本領域 常規的礙磨方式，能夠達到本發明優選的粒徑即可。所述粉末的粒徑為20-100目，優選為 40-80 目。
[0031] 本發明還提供了根據本發明的方法制備得到的鉆井液用水基增粘提切劑。本發明 的鉆井液用水基增粘提切劑具有優異的增粘提切性能、抗溫性能和體系適用性，其優異的 增粘提切性能具體表現為；