鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物及其制備方法與流程

文檔序號：11061496閱讀：932來源：國知局

本發(fā)明涉及一種石油鉆井液助劑，特別是一種鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物。本發(fā)明還涉及所述鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物的制備方法。

背景技術(shù)：

我國油氣資源豐富,隨著近幾十年的油氣田開發(fā)，頁巖抑制和環(huán)境保護一直是鉆井液性能研究的重要課題，至今成熟的水基鉆井液體系滿足不了強抑制性的大斜度井及深井的性能需要。頁巖是由粘土顆粒硬化而成，易吸水膨脹碎裂。尤其是鉆井過程中遇到炭質(zhì)頁巖，遇水后在非常短的時間內(nèi)膨脹垮塌，造成井壁坍塌、卡鉆等一系列井下復雜事故。我國在針對炭質(zhì)泥頁巖垮塌的問題仍然沒有有效的手段解決。

隨著油氣開采技術(shù)的進步，在鉆井過程中遇到的井壁不穩(wěn)定情況也越來越復雜，但是抑制劑的種類沒有太大的發(fā)展。目前常用的鉆井液助劑中起抑制作用的主要為氯化鉀、甲酸鉀、瀝青、聚胺等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品都各有優(yōu)缺點，無機類抑制劑成本低，但是用量大抑制效果相對較差；有機類抑制劑用量少，抑制效果優(yōu)異，但是成本高，對油氣層有損害。

發(fā)明人檢索到以下相關(guān)專利文獻：CN104140490A公開了一種無黏土相鉆井液用聚合物抑制劑及其制備方法。該聚合物抑制劑由有機酰胺類單體A、抑制酰胺基水解單體B、陽離子單體C按(56～76)：(10～25)：(14～19)的質(zhì)量百分比，在引發(fā)劑和pH值調(diào)節(jié)劑的作用下共聚而成。其特性黏數(shù)為2.0～3.0dl/g。CN103773333A公開了一種高溫抗油泡沫鉆井液及其制備方法，其特征是泡沫液發(fā)泡劑0.5-3份、穩(wěn)泡劑0.5-2份、抗油乳化劑0.1-0.5份、抑制劑1-2份、殺菌劑0.05-0.3份、水100份。在水中依次按比例加入穩(wěn)泡劑、抑制劑、乳化劑和殺菌劑，高速攪拌或循環(huán)30-50分鐘后，加入發(fā)泡劑，攪拌或循環(huán)1-10分鐘即得到該泡沫液。

以上這些技術(shù)對于如何使有機硅聚合物做到抑制性強，吸附包覆粘土顆粒能力強，能有效的降低頁巖的膨脹系數(shù)，減小粘土的造漿率，抑制頁巖的水化分散，提高井壁的穩(wěn)定性，并未給出具體的指導方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物，它抑制性強，吸附包覆粘土顆粒能力強，它能有效的降低頁巖的膨脹系數(shù)，減小粘土的造漿率，抑制頁巖的水化分散，提高井壁的穩(wěn)定性，抑制垮塌，有效的保護油氣層。

為此，本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物(或者說是作為鉆井液用頁巖抑制劑的有機硅聚合物)，其技術(shù)方案在于它是由下述重量配比的原料制成的(經(jīng)聚合反應合成的)：

上述的天然高分子聚合物選自木質(zhì)素、殼聚糖、纖維素中的一種，上述的偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈中的一種，分子量調(diào)節(jié)劑選自十二烷基硫醇、甲基丙烯磺酸鈉、巰基丙酸中的一種。

所述的鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物的制備方法包括如下工藝步驟：①首先按上述重量配比稱取天然高分子聚合物，將其加入到反應釜中，將所述天然高分子聚合物進行降解反應，使其在60℃～80℃下水解成大分子化合物，反應時間為2小時至2小時10分鐘，得到中間產(chǎn)物；②然后再在中間產(chǎn)物中(可以是依次)加入上述有機硅單體、偶氮類引發(fā)劑以及分子量調(diào)節(jié)劑，在120～160℃下聚合，反應時間為8～10小時，最終所得的產(chǎn)物即為鉆井液用頁巖抑制劑有機硅聚合物。