專利名稱：：鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鉆井液用降濾失量劑，屬于石油鉆井助劑，特別是一種鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑。本發(fā)明還涉及所述降濾失量劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：在石油鉆井作業(yè)中，業(yè)內(nèi)人士常常用膨潤土加水制成鉆井泥漿以利于鉆具的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了降低鉆井泥漿的濾失量及表觀粘度以及防止井壁在水化作用下坍塌，通常情況下是加入降濾失劑、降粘劑、防塌劑等，以其作為鉆井助劑，可明顯降低鉆井泥漿的濾失量、表觀粘度以加固井壁。但以上產(chǎn)品還存在一些不足之處。其一是產(chǎn)品功能單一，例如銨鹽，只具有降濾失功能，不具備降粘功能，而且它的生產(chǎn)需要高溫高壓、時(shí)間長(腈論在2.5Mpa下，水解910h);磺化褐煤只具有降粘功能，不具備防塌功能；磺化瀝青只具有防塌功能，不具備降粘功能。綜合加入量過大，造成生產(chǎn)成本高，廢棄泥漿環(huán)保處理難。其二是油田鉆井應(yīng)用最廣泛的降濾失劑——水解聚丙烯腈銨鹽在生產(chǎn)過程中需要較大的壓力(通常反應(yīng)壓力需控制在2.1Mpa左右)，因而其生產(chǎn)時(shí)的安全性較低。CN101230257A公開了一種褐煤樹脂類鉆井液降濾失劑的制備方法，以水、褐煤、腈綸下腳料、聚醚多元醇、氫氧化鈉、氫氧化鉀、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、偏重亞硫酸鈉、硼酸、氯化鋯和甲醛為原料，將上述原料依次放入同一反應(yīng)器中進(jìn)行"一鍋燴"，經(jīng)堿化、磺化、絡(luò)合、接枝交聯(lián)等一系列化學(xué)反應(yīng)，獲得褐煤樹脂類降濾失劑。其弊端是所用原料聚醚多元醇成本高，降粘性能一般。CN1242407A公開了一種褐煤樹脂類高溫抗鹽降濾失劑，降濾失劑組成為腐植酸活性中間體、水溶性聚丙烯腈銨鹽復(fù)聚物和水溶性碳酰胺樹脂，制備方法是采用一步法或兩步法的不排渣工藝路線。CN1242408A公開了一種作為鉆井泥漿處理劑使用的風(fēng)化煤樹脂類鹽水型降濾失劑及其制備方法，降濾失劑組成為腐植酸活性中間體、水溶性聚丙烯腈銨鹽復(fù)聚物和水溶性碳酰胺樹脂，制備方法是采用一步法或兩步法的不排渣工藝路線。它們的弊端是工藝復(fù)雜，反應(yīng)時(shí)間過長，防塌性能一般。CN1807543A公開了一種鉆井液用降濾失劑，該降濾失劑是油田鉆井泥漿中需要添加的化學(xué)品助劑，是由天然腐植酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成腐植酸鈉鹽，再與磺化瀝青、羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺、水溶性硅油和甲醛還原共聚組成。其弊端是所用原料羥乙基纖維素成本高，防塌性能一般。CN101117573A公開了一種石油勘探鉆井液用無熒光防塌降濾失劑，由煤矸石500Kg、廢腈綸絲270Kg、燒堿100Kg、甲醛20Kg、亞鈉30Kg、亞硫酸氫鈉30Kg、苯酚50Kg、水3000Kg配制而得。其弊端是防塌性能和降粘性能一般。這些技術(shù)對(duì)于本發(fā)明如何提高其綜合性能并無指導(dǎo)意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑，該降濾失量劑具有良好的綜合性能，能防止井筒坍塌，降低泥漿濾失量和粘度，生產(chǎn)成本低，且易于安全生產(chǎn)。為此，本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種上述降濾失量劑的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑，其技術(shù)方案是，它是由下述重量配比的原料(組分)制成的含腐殖酸的物質(zhì)80~120份焦亞硫酸鈉30-80份水300~500份水解聚丙烯腈銨鹽1030份交聯(lián)劑2~15份氫氧化鉀3050份5絡(luò)合劑尿素有機(jī)硅樹月b匕含腐殖酸的物質(zhì)焦亞硫酸鈉水水解聚丙烯腈銨鹽交聯(lián)劑氫氧化鉀絡(luò)合劑520份110份1020份其中，上述含腐殖酸的物質(zhì)為褐煤、泥炭、風(fēng)化煤，腐植酸含量一般大于或等于35%，上述的交聯(lián)劑為甲醛，上述的絡(luò)合劑為三氯化鐵。上述技術(shù)方案中，所述的降濾失量劑是由下述優(yōu)選重量配比的原料制成的100~120份30~40份300500份10-30份2~7份3050份，510份110份1015份。上述技術(shù)方案中，所述的降濾失量劑是由下述優(yōu)選重量配比的原料制成的iio份35份400份20份5份40份，8份5份15份。:劑的制備方法，它包括以下步驟有機(jī)硅樹脂匕含腐殖酸的物質(zhì)焦亞硫酸鈉水水解聚丙烯腈銨鹽交聯(lián)劑氫氧化鉀絡(luò)合劑有機(jī)硅樹脂鉆井液用防塌稀釋降濾失j(1)、按所述重量份比稱取水、氫氧化鉀、褐煤或者泥炭或者風(fēng)化煤、焦亞硫酸鈉，將其加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫到140160°C，反應(yīng)23小時(shí)，降溫至6(TC以下；(2)、在已降溫至60。C以下的攪拌反應(yīng)釜中加入按所述重量份比稱取的水解聚丙烯腈銨鹽、交聯(lián)劑、絡(luò)合劑、尿素、有機(jī)硅樹脂，密封，升溫至10012(TC，攪拌反應(yīng)22.5小時(shí)；(3)、放料，所得產(chǎn)物經(jīng)噴霧干燥即得成品。本發(fā)明主要用于油田鉆井泥漿中，其有益效果及創(chuàng)新點(diǎn)在于，通過選擇適宜的原料(如尿素、有機(jī)硅樹脂、水解聚丙烯腈銨鹽等)及對(duì)生產(chǎn)溫度和反應(yīng)時(shí)間的控制，對(duì)具有不同功能的產(chǎn)品進(jìn)行交聯(lián)絡(luò)合，使本發(fā)明具有良好的綜合性功能。具體對(duì)比效果見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對(duì)照組1為經(jīng)水解聚丙烯腈銨鹽處理的；對(duì)照組2為經(jīng)磺化褐煤處理的；實(shí)驗(yàn)組為經(jīng)本發(fā)明處理的。本發(fā)明的降濾失量劑的有益效果表現(xiàn)在，其交聯(lián)和絡(luò)合反應(yīng)在1.21.4Mpa下進(jìn)行，從而避免了像水解聚丙烯銨鹽必須在較大(2.1Mpa左右)壓力條件下方能進(jìn)行生產(chǎn)所帶來的不安全隱患。同時(shí)本發(fā)明的降濾失量劑可進(jìn)一步減少泥漿中助劑的使用量，提高了產(chǎn)品的效價(jià)比，從而有效地降低了鉆井成本。實(shí)驗(yàn)表明在相同的(淡水或者鹽水)體系中，可按0.5%~3%的重量加入本發(fā)明的降濾失量劑，即可得如表1所示的良好效果。而同樣是獲得表1中實(shí)驗(yàn)組的效果，則在體系中需加入單一功能(只降粘或者只降濾失)的處理劑的量為57%,由此表明本發(fā)明的降濾失量劑具有良好的效價(jià)比。本發(fā)明的降濾失量劑與CN101230257A的技術(shù)方案相比，它用原料尿素替代了聚醚多元醇，可以降低425-510^/噸的生產(chǎn)成本。同時(shí)它加入有機(jī)硅樹脂，引入硅原子，使產(chǎn)品在降粘性能上有很大提高，降粘率能達(dá)到80%。本發(fā)明的降濾失量劑與CN1242407A、CN1242408A的技術(shù)方案相比，它用原料水解聚丙烯腈銨鹽替代了水溶性聚丙烯腈銨鹽復(fù)聚物，簡化了生產(chǎn)工藝，它用原料氫氧化鉀替代了氫氧化鈉，在產(chǎn)品中引入鉀離子，使產(chǎn)品對(duì)井壁有加固作用，防塌性能提高。本發(fā)明的降濾失量劑與CN1807543A的技術(shù)方案相比，它省去了原料羥乙基纖維素，降低了生產(chǎn)成本。它用原料氫氧化鉀替代了氫氧化鈉，在產(chǎn)品中引入鉀離子，使產(chǎn)品對(duì)井壁有加固作用，防塌性能提高。本發(fā)明的降濾失量劑與CN101117573A的技術(shù)方案相比，它用原料氫氧化鉀替代了氫氧化鈉，在產(chǎn)品中引入鉀離子，使產(chǎn)品對(duì)井壁有加固作用，防塌性能提高。同時(shí)在產(chǎn)品中引入有機(jī)硅集團(tuán)，使產(chǎn)品在降粘性能上有很大提高，降粘率能達(dá)到80%。本發(fā)明已由石家莊華萊化工有限公司生產(chǎn)樣品1200噸，其中華北油田使用300噸，二連項(xiàng)目部使用200噸，華北外蒙項(xiàng)目部使用500噸，大慶油田外蒙項(xiàng)目部使用200噸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的降濾失量劑具有顯著的防止井筒坍塌、降低泥漿濾失量和粘度的效果，它生產(chǎn)成本低，綜合性能良好，其抗溫能力已超過了20(TC，能用于井溫在18020(TC的深井中，而且還具有生產(chǎn)安全高效的特點(diǎn)。它解決了目前產(chǎn)品中功能單一的問題，并降低了油田的鉆井成本，降低了產(chǎn)品在泥槳的使用量，有利于保護(hù)環(huán)境。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:本發(fā)明的降濾失量劑是由下述重量配比的原料制成的褐煤(或者泥炭或者風(fēng)化煤，即含腐殖酸的物質(zhì))120千克、焦亞硫酸鈉30千克、水500千克、水解聚丙烯腈銨鹽20千克、交聯(lián)劑(甲醛)5千克、氫氧化鉀30千克、絡(luò)合劑(三氯化鐵)5千克、尿素2千克、有機(jī)硅樹脂20千克。鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑的制備方法，它(依次)包括以下步驟:(1)、按上述重量將水、氫氧化鉀、褐煤(或者泥炭或者風(fēng)化煤)、焦亞硫酸鈉加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫到16(TC，反應(yīng)2小時(shí)，降溫至60'C以下(比如55°C)，本步驟通過提取腐殖酸并使其磺化提高產(chǎn)品的抗溫性能及降粘功能；(2)、在已降溫至6(TC以下的攪拌反應(yīng)釜中加入按上述重量(份比)稱取的水解聚丙烯腈銨鹽、交聯(lián)劑、絡(luò)合劑、尿素、有機(jī)硅樹脂，密封，升溫至ll(TC，攪拌反應(yīng)2小時(shí)，通過交聯(lián)、絡(luò)合等提高產(chǎn)品的抗溫、降濾失和防塌性能；(3)、放料，所得產(chǎn)物(膠體)經(jīng)噴霧干燥即得成品。本發(fā)明的使用方法與一般處理劑的相同。實(shí)施例2:本發(fā)明的降濾失量劑是由下述重量配比的原料制成的風(fēng)化煤(或者泥炭或者褐煤，即含腐殖酸的物質(zhì))110千克(或者80千克或者100千克)、焦亞硫酸鈉35千克(或者55千克或者80千克)、水400千克(或者300千克或者450千克)、水解聚丙烯腈銨鹽20千克(或者10千克或者30千克)、交聯(lián)劑(甲醛)5千克(或者2千克或者15千克)、氫氧化鉀40千克(或者30千克或者50千克)、絡(luò)合劑(三氯化鐵)8千克(或者5千克或者20千克)、尿素5千克(或者1千克或者10千克)、有機(jī)硅樹脂15千克(或者10千克或者20千克)。鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑的制備方法，它包括以下步驟(1)、按上述重量將水、氫氧化鉀、褐煤(或者泥炭或者風(fēng)化煤)、焦亞硫酸鈉加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫到15(TC(或者14(TC或者16(TC)，反應(yīng)2.5小時(shí)(或者2小時(shí)或者3小時(shí))，降溫至6(TC以下(比如5(TC);(2)、在已降溫至6(TC以下的攪拌反應(yīng)釜中加入按上述重量(份比)稱取的水解聚丙烯腈銨鹽、交聯(lián)劑、絡(luò)合劑、尿素、有機(jī)硅樹脂，密封，升溫至IO(TC(或者115'C或者12(TC)，攪拌反應(yīng)2.5小時(shí)；(3)、放料，所得產(chǎn)物經(jīng)噴霧干燥即得成品。本實(shí)施例在相同的體系中，可按0.5%的重量加入本發(fā)明的降濾失量劑，即可得如表1所示的良好效果。從而更降低了油田的鉆井成本，更降低了產(chǎn)品在泥漿的使用量，更有利于保護(hù)環(huán)境。本實(shí)施例的有機(jī)硅樹脂可以采用河北硅谷化工有限公司(地址中國河北邯鄲市永年縣廣府硅谷工業(yè)園，網(wǎng)址http:〃www.svchem.com)生產(chǎn)的有機(jī)硅建筑防水劑(GF)系列產(chǎn)品，如GF-2型或者GF-1型。上述有機(jī)硅建筑防水劑公眾于2009年5月1日前在國內(nèi)外商業(yè)活動(dòng)中都能買到，該組分的主題名稱和其型號(hào)是唯一的，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉其化學(xué)成分。權(quán)利要求1、一種鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的含腐殖酸的物質(zhì)80～120份焦亞硫酸鈉30～80份水300～500份水解聚丙烯腈銨鹽10～30份交聯(lián)劑2～15份氫氧化鉀30～50份，絡(luò)合劑5～20份尿素1～10份有機(jī)硅樹脂10～20份其中，上述含腐殖酸的物質(zhì)為褐煤、泥炭、風(fēng)化煤，上述的交聯(lián)劑為甲醛，上述的絡(luò)合劑為三氯化鐵。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的降濾失量劑，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的含腐殖酸的物質(zhì)100-120份焦亞硫酸鈉30~40份水300500份水解聚丙烯腈銨鹽10~30份交聯(lián)劑2~7份氫氧化鉀3050份，絡(luò)合劑510份尿素110份有機(jī)硅樹脂1Q15份。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的降濾失量劑，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成的含腐殖酸的物質(zhì)焦亞硫酸鈉水水解聚丙烯腈銨鹽交聯(lián)劑氫氧化鉀絡(luò)合劑尿素有機(jī)硅樹脂iio份35份400份20份5份40份，8份5份15份。4、一種制備權(quán)利要求1所述的降濾失量劑的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)、按所述重量份比稱取水、氫氧化鉀、褐煤或者泥炭或者風(fēng)化煤、焦亞硫酸鈉，將其加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫到140160°C，反應(yīng)23小時(shí)，降溫至6(TC以下；(2)、在己降溫至60'C以下的攪拌反應(yīng)釜中加入按所述重量份比稱取的水解聚丙烯腈銨鹽、交聯(lián)劑、絡(luò)合劑、尿素、有機(jī)硅樹脂，密封，升溫至10012(TC，攪拌反應(yīng)22.5小時(shí)；(3)、放料，所得產(chǎn)物經(jīng)噴霧干燥即得成品。全文摘要一種鉆井液用防塌稀釋降濾失量劑及其制備方法，所述的降濾失量劑是由下述重量配比的原料制成的含腐殖酸的物質(zhì)80～120份、焦亞硫酸鈉30～80份、水300～500份、水解聚丙烯腈銨鹽10～30份、交聯(lián)劑2～15份、氫氧化鉀30～50份、絡(luò)合劑5～20份、尿素1～10份、有機(jī)硅樹脂10～20份。按所述重量份比稱取水、氫氧化鉀、褐煤或者泥炭或者風(fēng)化煤、焦亞硫酸鈉，將其加入攪拌的反應(yīng)釜中，密封，升溫，反應(yīng)，降溫；在已降溫的攪拌反應(yīng)釜中加入按所述重量份比稱取的水解聚丙烯腈銨鹽、交聯(lián)劑、絡(luò)合劑、尿素、有機(jī)硅樹脂，密封，升溫，攪拌反應(yīng)；放料，所得產(chǎn)物經(jīng)噴霧干燥即得成品。本發(fā)明具有良好的綜合性能，能防止井筒坍塌，降低了泥漿濾失量和粘度，且易于安全生產(chǎn)。文檔編號(hào)C09K8/02GK101560378SQ20091007445公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月27日優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日發(fā)明者張建鋒,趙秀平申請(qǐng)人:石家莊華萊化工有限公司