鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流變性調(diào)節(jié)劑及其制備方法。該流型調(diào)節(jié)劑以羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素、黃原膠、羥丙基瓜爾膠、無(wú)機(jī)蛇紋石棉纖維、脂肪酸甲酯、十水四硼酸鈉、亞硫酸鈉和水為原料，經(jīng)過(guò)捏合交聯(lián)、捏合剝離以及復(fù)配的方法所制備而成。該流型調(diào)節(jié)劑具有化學(xué)穩(wěn)定性好，抗溫、抗鹽、易降解等優(yōu)點(diǎn)，能夠與無(wú)固相水基鉆井液充分配伍，提高無(wú)固相鉆井液的低剪切速率粘度值，防止井塌、卡鉆、井漏等鉆井過(guò)程中復(fù)雜事故的發(fā)生。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井領(lǐng)域，特別是涉及一種鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著水基鉆井液的不斷發(fā)展，低固相和無(wú)固相鉆井液體系在鉆井中使用的越來(lái)越廣泛，此類(lèi)鉆井液能有效抑制粘土的分散，對(duì)于保護(hù)油氣層、穩(wěn)定井壁和鉆井液的性能維護(hù)都是十分有利的，因此在該類(lèi)鉆井液中需要高效的流型調(diào)節(jié)劑以保證鉆井液的攜砂性能、懸砂性能及降失水性能，這就要求低固相鉆井液體系必須要有優(yōu)良的流變性能，因此開(kāi)發(fā)一種應(yīng)用于無(wú)固相體系中的新型流型調(diào)節(jié)劑是十分有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種綠色安全，耐高溫，具有良好的低剪切速率粘度的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑的制備方法。
[0005]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種鉆井液用 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑，其特征在于:由按重量份計(jì)的下列組分制備而成:
[0007]
羥乙基纖維素 10~20份；
聚陰離子纖維素10~20份；
羧甲基纖維素 10~20份；
[0008]黃原膠10~20份；
羥丙基瓜爾膠 10~20份；
無(wú)機(jī)蛇紋石棉纖維5~10份；
脂肪酸甲酯 5份；
十水四硼酸鈉 5份；
亞硫酸鈉5份；
水 20份。
[0009]一種權(quán)利要求上述鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)按配比將所述十水四硼酸鈉溶于所述水中，制得十水四硼酸鈉水溶液；
[0011](2)按配比將所述黃原膠、羥丙基瓜爾膠投入到捏合機(jī)中，邊捏合邊加入已制得的十水四硼酸鈉水溶液，在40-60°C條件下，反應(yīng)l_2h ；
[0012](3)將得到的物質(zhì)烘干，粉碎；
[0013](4)按配比將所述蛇紋石棉纖維與脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中，使其充分捏合，反應(yīng) l-3h ；
[0014](5)按配比將所述羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素、亞硫酸鈉與步驟(3)、步驟(4)中所得的物質(zhì)混合均勻，制得鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
[0015]在該制備方法中，蛇紋石棉纖維與脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中充分捏合，解決了以往石棉粉塵對(duì)人體損傷的問(wèn)題。
[0016]本發(fā)明的鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑主要以有機(jī)天然高分子聚合物為原料，通過(guò)捏合工藝形成中間體，然后用脂肪酸甲酯將無(wú)機(jī)蛇紋石棉進(jìn)行改性，形成超級(jí)無(wú)塵石棉，最后將兩種半成品與羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素和抗高溫氧化劑復(fù)合形成。在懸浮液中部分聚合、部分交聯(lián)，形成弱交聯(lián)的水溶性合成高分子復(fù)合材料，這類(lèi)流型調(diào)節(jié)劑易降解、耐高溫，且流變性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通流型調(diào)節(jié)劑，有效解決了常規(guī)鉆井液體系因攜砂能力弱而導(dǎo)致的沉砂卡鉆、井塌、井漏等復(fù)雜情況。其本身具有多糖性吸水基團(tuán)和一些活性基團(tuán)(-OH、COOH等)，這些基團(tuán)可以通過(guò)分子間作用力形成具有一定強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，起到橋連作用，更有利于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，提高鉆井液的流變性能和該調(diào)節(jié)劑自身的抗溫性能。
[0017]該鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑可應(yīng)用于無(wú)固相鉆井液體系、低固相鉆井液體系、氯化鉀鉆井液體系及有機(jī)鹽鉆井液體系。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0019]本發(fā)明的調(diào)節(jié)劑以羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、黃原膠、羥丙基瓜爾膠、十水四硼酸鈉、亞硫酸鈉和水為原料，經(jīng)過(guò)捏合和復(fù)配的方法所制備而成。以下為本發(fā)明的3個(gè)具體實(shí)施例，在下述實(shí)施例中，各物質(zhì)的份數(shù)均為重量份，所用的水為普通生活用水。
[0020]實(shí)施例1:
[0021](I)將5份十水四硼酸鈉溶于20份水中，制得十水四硼酸鈉水溶液；
[0022](2)將10份黃原膠，20份羥丙基瓜爾膠投入到捏合機(jī)中，邊捏合邊加入步驟(1)制得的十水四硼酸鈉水溶液，在40°C條件下，反應(yīng)2h ；
[0023](3)將得到的物質(zhì)烘干，粉碎；
[0024](4)將10份蛇紋石棉纖維與5份脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中，使其充分捏合反應(yīng)Ih ；
[0025](5)將15份羥乙基纖維素、10份聚陰離子纖維素、20份羧甲基纖維素、5份亞硫酸鈉與步驟(3)、步驟(4)中制得物質(zhì)混合均勻，得到鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
[0026]實(shí)施例2:
[0027](I)將5份十水四硼酸鈉溶于20份水中，制得十水四硼酸鈉水溶液；
[0028](2)將20份黃原膠，10份羥丙基瓜爾膠投入到捏合機(jī)中，邊捏合邊加入步驟(1)制得的十水四硼酸鈉水 溶液，在50°C條件下，反應(yīng)2h ；
[0029](3)將得到的物質(zhì)烘干、粉碎；
[0030](4)將5份蛇紋石棉纖維與5份脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中，使其充分捏合、反應(yīng)2h ；
[0031](5)將20份羥乙基纖維素、20份聚陰離子纖維素、10份羧甲基纖維素、5份亞硫酸鈉與步驟(3)、步驟(4)中制得的物質(zhì)混合均勻，得到鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
[0032]實(shí)施例3:
[0033](I)將5份十水四硼酸鈉溶于20份水中，制得十水四硼酸鈉水溶液；
[0034](2)將20份黃原膠，10份羥丙基瓜爾膠投入到捏合機(jī)中，邊捏合邊加入步驟(1)制得的十水四硼酸鈉水溶液，在60°C條件下，反應(yīng)2h ；
[0035](3)將得到的物質(zhì)烘干，粉碎；
[0036](4)將10份蛇紋石棉纖維與5份脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中，在50°C條件下使其充分捏合，反應(yīng)3h ；
[0037](5)將10份羥乙基纖維素、20份聚陰離子纖維素、15份羧甲基纖維素、5份亞硫酸鈉與步驟(3)、步驟(4)中所得的物質(zhì)混合均勻，得到鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
[0038]使用流型調(diào)節(jié)劑黃原膠作為本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比的對(duì)比例，得到對(duì)上述3個(gè)實(shí)施例制得的鉆井液用弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑的效果評(píng)價(jià)。
[0039]所采用的產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法如下:
[0040]量取400ml蒸懼水置于衆(zhòng)杯中，首先在11000r/min下邊攪拌邊加入4g流型調(diào)節(jié)劑，高攪20min，其間中斷兩次，將器壁上的粘附物刮回到漿杯中，再加入16g氯化鈉，高攪IOmin,于室溫下密閉養(yǎng)護(hù)4h后將其高速攪拌5min，測(cè)定其塑性粘度、動(dòng)切力、Φ6和Φ3，用低剪切粘度計(jì)測(cè)定0.3r/min的低剪切速率粘度值(LSRV);然后將其放入滾子加熱爐中，在120°C下恒溫滾動(dòng)16h，取出冷卻至室溫，再高速攪拌5min，測(cè)定其塑性粘度、動(dòng)切力、Φ6、Φ3和0.3r/min下的低剪切速率粘度值。
[0041]評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1:
[0042]表1弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑在4%氯化鈉鹽水中的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑，其特征在于:由按重量份計(jì)的下列組分制備而成:
羥乙基纖維素 10~20份；
聚陰離子纖維素10~20份；
羧甲基纖維素 10~20份；黃原膠10~20份；
羥丙基瓜爾膠 10~20份；
無(wú)機(jī)蛇紋石棉纖維5~10份；
脂肪酸甲酯 5份；
十水四硼酸鈉 5份；
亞硫酸鈉5份；
水20份。
2.—種權(quán)利要求1所述鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按配比將所述十水四硼酸鈉溶于所述水中，制得十水四硼酸鈉水溶液； (2)按配比將所述黃原膠、羥丙基瓜爾膠投入到捏合機(jī)中，邊捏合邊加入已制得的十水四硼酸鈉水溶液，在40-60°C條件下，反應(yīng)1-2h ； (3)將得到的物質(zhì)烘干，粉碎；(4)按配比將所述蛇紋石棉纖維與脂肪酸甲酯投入到捏合機(jī)中，捏合反應(yīng)l_3h； (5)按配比將所述羥乙基纖維素、聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素、亞硫酸鈉與步驟(3)、步驟(4)中所得的物質(zhì)混合均勻，制得鉆井液用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合型弱凝膠流型調(diào)節(jié)劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK103980870SQ201410198623
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】黃達(dá)全, 王偉忠, 郭劍梅, 張現(xiàn)斌, 張坤, 張向明, 李振杰, 蘇君 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司