專利名稱：一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鉆井液用降濾失劑的制備方法，具體涉及一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法。
背景技術：
在石油鉆井作業中，鉆井液在壓力下流經滲透層時將發生滲濾，導致鉆井液液相滲入地層，這個過程稱之為“失水”。如果失 水不能得到很好的控制，大量的失水進入地層不僅誘導井眼失穩，而且會對油氣層產生損害，目前解決這一問題的有效方法就是在鉆井液中加入降濾失劑。降濾失劑又叫降失水劑，其功能為保證鉆井泥漿性能的穩定性，降低鉆井泥漿的濾失量以及鉆井液的表觀粘度，并減少有害液體濾失到地層，同時穩定井壁、保證井徑規貝U。降濾失劑產品可分為兩大類顆粒材料和水溶性高分子及有機材料。最早使用的是顆粒材料如膨潤土、浙青、硅灰、花生殼、乳膠等，但現在實際應用較少。目前，實際應用中的大部分降濾失劑產品均為水溶性改性天然高分子及人工合成高分子材料，主要有羧甲基纖維素類、改性淀粉、酚醛樹脂類、褐煤類、水解聚丙烯腈類以及化學合成的多元共聚產物。其中，水解聚丙烯腈類由于成本低、加工簡單、抗溫抗鹽效果好而備受用戶的青睞。隨著對油氣資源需要量的增加和淺層油氣資源的枯竭，對深部地層油氣資源的勘探、開發越來越受重視，超深井鉆井施工數量逐年增加。但是隨著地層深度的增加，地層溫度也會越來也高，并且在鉆井過程中，經常會遭遇含鹽地層，這就要求鉆井液降濾失劑必須同時具有良好的抗溫性能、抗鈣鎂離子污染性能以及高密度下的降濾失性能。但是現有的水解聚丙烯腈類產品，只具有一定的抗溫和降濾失效果，抗鹽和防塌性能并不理想。此外，由于加工水解聚丙烯腈類產品的原料通常為廢舊的紡織腈綸，原料的性質經常變化，也在一定程度上影響了產品性能的穩定性。因此，克服水解聚丙烯腈類產品性能的不足，研究適用于深井、抗高溫、抗鹽、抗鈣鎂的水解聚丙烯腈類降濾失劑成為鉆井液處理劑研發的一個方向。CN10275772A公布了一種鉆井液用抗超高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法，由下述重量配比的原料制成腈綸廢絲2(Γ50份；AMPS聚合物5 20份；聚丙烯酸鉀10 30份；聚丙烯酸鈣5 20份；聚丙烯酰胺Γ10份；HF-342 10 30份;ΗΥ_508 10 40份；交聯劑2 15份；水50(Γ1000份。按所述重量份比稱取水及腈綸廢絲，將其加入攪拌的反應釜中，密封并升溫至23(T250°C，反應7 10小時，降溫至60°C以下；在反應釜中加入按所述重量份比稱取的AMPS聚合物、聚丙烯酸鉀、聚丙烯酸鈣、聚丙烯酰胺、HF-342、HY-508及交聯劑，密封并升溫至18(T20(TC，攪拌反應4飛小時；放料，所得產物經干燥即得成品。該發明具有抗240°C高溫、抗飽和鹽水、海水、復合鹽水的功能，能有效降低鉆井泥漿濾失量，不增粘。但該方法所用物料較多，制備工藝復雜，步驟繁瑣。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、廢睛纟侖絲270kg、燒堿100kg、甲醒20kg、亞鈉30kg、亞硫酸氫鈉30kg、苯酌· 50kg、水3000kg配制而得。該發明產品加工原料成本低，與同類產品相比，可降低鉆井泥漿成本30% ;在鉆井過程中，用量少，在淡水中的加量為1%，在海水中加量3%，性能優于所有褐煤樹脂類產品的性能。其弊端是防塌性能和降粘性能一般，且環保性能不佳。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種制備工藝簡單、抗高溫、抗鹽、降濾失性能好的鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是
一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法，各物料按重量份數計為精制棉400 500份、燒堿9(TllO份、氯乙酸15 25份、腈綸400 500份；包括如下步驟
Α、堿化，取配比量的精制棉加入反應釜中，將相應配比量的燒堿加水配置成濃度10 wt9T50wt%的燒堿溶液，并將其加入所述反應釜內，反應釜升溫至堿化溫度，恒溫攪拌2 3小 時；
B、醚化，按配比取氯乙酸加水配置成5wt9T20 wt%的氯乙酸溶液，將其加入上述反應釜中，升溫至醚化溫度，恒溫攪拌2 3小時；
C、水解，在上述反應釜中加入相應配比量的腈綸，升溫至水解溫度，恒溫反應6 8小時，得鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液；
D、最后噴霧干燥制成粉劑。本發明的進一步改進在于所述堿化、醚化的聚合溫度為70°C 90°C。本發明的進一步改進在于所述水解溫度為190°C ^210oC。由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是
本發明所制得的水解聚丙烯腈銨鹽與常規的聚丙烯腈銨鹽類產品相比，具有更為優良的抗鹽、抗高溫和降濾失效果，降濾失量可達10ml/30min ;可在海洋鉆井和飽和鹽水鉆井環境中使用；且性能更加穩定，不增加鉆井液粘度；加入量更小，僅加入1%即可達到效果，而其他類型的水解聚丙烯腈銨鹽需加入3%才能達到效果。本發明以精制棉和腈綸為原料，先將精制棉與燒堿進行堿化，然后再與氯乙酸發生醚化，使得在其纖維素分子鏈上引入羧甲基鈉基團，得到一種水溶性纖維素衍生物，而后向該水溶性纖維素衍生物體系內加入腈綸，使其發生共水解反應，將不同的分子鏈連接到一起，得到的鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽處理劑。水溶性纖維素衍生物具有增稠、分散、成膜、黏結和保護膠體等特性，本發明利用了水溶性纖維素衍生物的上述優點，所制得的水解聚丙烯銨鹽不僅能使濾失量大幅度下降，同時還不影響水解產物的可溶性，且制備工藝簡單，轉化率高、成本低、無后處理、無三廢、綠色環保。此外，本發明采用原料均為無熒光材料，對地質錄井無干擾。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明做進一步詳細說明
實施例1
取450kg精制棉加入反應釜中，將IOOkg的燒堿加水配置成20wt%的燒堿溶液，并加入所述反應釜內，將反應釜升溫到80°C，恒溫攪拌3小時；然后將20kg氯乙酸加水配置成10wt%的氯乙酸溶液，并其加入上述反應釜內，反應釜升溫到80°C，恒溫攪拌2小時；最后加入430kg腈綸，并將反應釜升溫到200°C，恒溫反應6小時得到鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液，最后經噴霧干燥制成粉劑。實施例2
取400kg精制棉加入反應釜內，將IIOkg燒堿加入配置成10wt%的燒堿溶液，并加入到所述反應釜內，將反應釜升溫到70°C，恒溫攪拌2小時；然后取15kg的氯乙酸加水配置成5wt%的氯乙酸溶液，并將其加入上述反應釜中，反應釜升溫到90°C，恒溫攪拌3小時；最后加入500kg腈綸，并將反應釜升溫到190°C，恒溫反應8小時得到鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液，最后經噴霧干燥制成粉劑。實施例3
取500kg精制棉加入反應釜中，將90kg的燒堿加水配置成50wt%的燒堿溶液，并加入到所述反應釜內，將反應釜升溫到90°C，恒溫攪拌2. 5小時；然后將25kg氯乙酸加水配置成的20wt%的氯乙酸溶液，將其加入上述反應釜內，并將反應釜升溫到70°C，恒溫攪拌2. 5小時；最后加入400kg腈綸，并將反應釜升溫到210°C，反應7小時得到鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液，最后經噴霧干燥制成粉劑。實施例4
取480kg精制棉加入反應釜中，將105kg的燒堿加水配置成30wt%的燒堿溶液，并加入到所述反應釜內，將反應釜升溫到85°C，恒溫攪拌2. 3小時；然后將18kg氯乙酸加水配置成的15wt%的氯乙酸溶液，將其加入上述反應釜內，并將反應釜升溫到75°C，恒溫攪拌2. 8小時；最后加入480kg腈綸，并將反應釜升溫到205°C，反應7. 5小時得到鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液，最后經噴霧干燥制成粉劑。將實施例1、2、3和4所制備的鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽加入到淡水基漿中，加入量為O. 23%，添加水解聚丙烯腈銨鹽后的淡水基漿的各項指標見表一。表一添加水解聚丙烯腈銨鹽的淡水基漿的各項指標
權利要求
1.一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法，其特征在于各物料按重量份數計為精制棉400 500份、燒堿90 110份、氯乙酸15 25份、腈綸400 500份；包括如下步驟 A、堿化，取配比量的精制棉加入反應釜中，將相應配比量的燒堿加水配置成濃度IOwt9T50wt%的燒堿溶液，并加入所述反應釜內，反應釜升溫至堿化溫度，恒溫攪拌2 3小時； B、醚化，按配比取氯乙酸加水配置成5Wt9T20wt%的氯乙酸溶液，將其加入上述反應釜中，升溫至醚化溫度，恒溫攪拌2 3小時； C、水解，在上述反應釜中加入相應配比量的腈綸，升溫至水解溫度，恒溫反應6 8小時，得鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽膠液； D、最后噴霧干燥制成粉劑。
2.根據權利要求1所述的一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法，其特征在于所述堿化、醚化的聚合溫度為70°C 90°C。
3.根據權利要求1所述的一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法，其特征在于所述水解溫度為190°C 210°C。
全文摘要
本發明公開了一種鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽的制備方法，其各物料按重量份數計為精制棉400～500份、燒堿90～110份、氯乙酸15～25份、腈綸400～500份；經堿化、醚化、水解反應得到鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽處理劑。采用本發明制備鉆井液用降濾失劑水解聚丙烯腈銨鹽，其制備工藝簡單，反應時間短，生產耗能小，利于工業化生產。將其用于鉆井液中，加入量小，抗鹽、抗高溫性能和降濾失效果好。將其用于海洋鉆井和飽和鹽水中，鉆井作業時性能穩定，不增加鉆井液的粘度。
文檔編號C08F8/12GK102994055SQ20121057690
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者張占山, 張學良, 張學軍 申請人:河北華運鴻業化工有限公司