鉆井液用包被抑制劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉆井液用包被抑制劑及其制備方法與應(yīng)用，所述鉆井液用包被抑制劑的制備方法包括：將植物膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺、環(huán)氧氯丙烷混合，混合體系中植物膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺與環(huán)氧氯丙烷的重量比例為240～260：2.4～2.6：750～1000：200～500：5～10：80～100：400～440，該混合體系在回流條件下反應(yīng)4.5～5小時(shí)，制得鉆井液用包被抑制劑。本發(fā)明的包被抑制劑是一種天然高分子強(qiáng)包被抑制劑，具有包被抑制性強(qiáng)、抗鹽抗鈣能力強(qiáng)、無(wú)生物毒性、易生物降解、有利于保護(hù)油氣層、合成方法簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】鉆井液用包被抑制劑及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田鉆井液用包被抑制劑及其制備方法與應(yīng)用，具體是指一種以天然 植物膠為主原料制備的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 包被劑是鉆井液體系中使用的一種重要添加劑，其作用是有效的包被鉆屑，防止 鉆屑和泥頁(yè)巖水化分散，防止井壁垮塌，還能在鉆屑和頁(yè)巖表面形成保護(hù)膜，防止鉆屑相互 粘結(jié)而增加過(guò)篩阻力。
[0003] 近年來(lái)，業(yè)內(nèi)相關(guān)人員陸續(xù)研制出各類包被劑。例如，CN101942060A公布了一種 鉆井液用環(huán)保型包被劑的制備方法，其所用單體為甲基丙烯酰胺類、丙烯酰胺類，但該制備 方法比較繁瑣。另外，CN101775272A公布了一種陽(yáng)離子聚合物包被劑及其制備方法，其所 用單體為N，N-二甲基丙烯酰胺類、丙烯酰胺類、乙烯基磺酸等。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)常用的鉆井液用包被抑制劑（包被劑）主要是水溶性聚丙烯酸鹽類高分 子聚合物。該類聚合物的的殘余單體（如丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈等）為有毒物質(zhì)，這些 殘余單體進(jìn)入環(huán)境后會(huì)造成污染。另外，用于生產(chǎn)這些聚合物包被劑的單體價(jià)格較高，而且 聚合反應(yīng)的成本也較高，從而造成使用此包被劑的鉆井液成本較高。
[0005] 因此開發(fā)出一種抑制性強(qiáng)、抗鹽能力強(qiáng)、無(wú)生物毒性、合成方法簡(jiǎn)單、成本低的包 被抑制劑是業(yè)內(nèi)人士的迫切需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑，使其在 具有抑制鉆屑分散水化、防止井壁垮塌等基本性能的同時(shí)，能夠降低對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)油 氣層，增強(qiáng)抗鹽抗鈣能力，降低合成成本。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述包被抑制劑的制備方法，其工藝簡(jiǎn)便，且所制備 的包被抑制劑具有良好的性能。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述包被抑制劑的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種鉆井液，其添加了所述的鉆井液用天然高分子強(qiáng) 包被抑制劑。
[0010] 為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種鉆井液用包被抑制劑的制備方法，該方 法包括：
[0011] 將植物膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺、環(huán)氧氯丙烷混合，混合體系中植 物膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺與環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比例為240?260 :2. 4? 2. 6 :750?1000 :200?500 :5?10 :80?100 :400?440,該混合體系在回流條件下反應(yīng) 4. 5?5小時(shí)，制得鉆井液用包被抑制劑。
[0012] 本發(fā)明的制備方法中，混合體系中各組分的量是以有效物質(zhì)的量計(jì)，當(dāng)配制本發(fā) 明的混合反應(yīng)體系所用的各原料不是純物質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其中有效物質(zhì)實(shí)際濃度進(jìn)行相應(yīng)折 算后配料。例如，當(dāng)采用工業(yè)上常用的30%三甲胺水溶液作為原料配制本發(fā)明的混合反應(yīng) 體系時(shí)，混合體系中三甲胺的量"80?100"是指三甲胺組分的實(shí)際有效量，而非配料30% 三甲胺水溶液的用量（30%三甲胺水溶液中的水應(yīng)計(jì)入水的量"200?500"中）。
[0013] 本發(fā)明中對(duì)各原料的混合順序無(wú)特定要求，通常是先將植物膠、乙醇與水混合，再 加入無(wú)水碳酸鈉、丙三醇、三甲胺和環(huán)氧氯丙烷，得到混合體系。對(duì)反應(yīng)壓力也無(wú)特定要求， 常壓下進(jìn)行回流反應(yīng)即可。
[0014] 本發(fā)明的制備方法中，反應(yīng)原料價(jià)廉易得，工藝簡(jiǎn)單，所制得的反應(yīng)產(chǎn)物可用作包 被抑制劑配制鉆井液，在具有抑制鉆屑分散水化、防止井壁垮塌等基本性能的同時(shí)，能夠降 低對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)油氣層，增強(qiáng)抗鹽抗鈣能力。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的鉆井液用包被抑制劑的制備方法還包括：
[0016] 從回流條件下反應(yīng)4. 5?5小時(shí)后的反應(yīng)物中分離出固體顆粒物，并在80? 110°C下對(duì)其進(jìn)行干燥5?8小時(shí)（去除分離出的固體顆粒物中的殘余水分和乙醇），得到 干燥的鉆井液用包被抑制劑。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，在所述的鉆井液用包被抑制劑的制備方法中，所述 植物膠選自魔芋膠、田箐膠、香豆子膠中的一種或幾種。
[0018] 另一方面，本發(fā)明提供一種鉆井液用包被抑制劑，其是按照本發(fā)明所述的制備方 法制備得到的。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的鉆井液用包被抑制劑具有如下物理特性：
[0020] 本發(fā)明的產(chǎn)品為自由流動(dòng)的白色顆?；蚍勰?。在蒸餾水中的表觀粘度為30? 50mPa. S，在蒸餾水與20%鹽水中的表觀粘度為10?30mPa. S，在蒸餾水、20%鹽水及5%鈉 土中的表觀粘度為10?30mPa. S，EC5Q值為100000?125000mg/L。
[0021] 本發(fā)明的包被抑制劑可作為添加劑添加到鉆井液中，能夠改善或增強(qiáng)鉆井液的相 關(guān)性能，因此本發(fā)明還提供了所述的包被抑制劑作為添加劑在配制鉆井液中的應(yīng)用。
[0022] 另一方面，本發(fā)明提供了一種鉆井液，其中添加了本發(fā)明所述的鉆井液用包被抑 制劑。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的鉆井液，其中，所述的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑在鉆 井液中的添加量為〇. 1?〇. 8wt %，優(yōu)選0. 3wt %。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑及其制備方法與 應(yīng)用以及應(yīng)用所得到的鉆井液。由本發(fā)明制得的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑具有如 下的有益效果：其可抑制鉆屑與頁(yè)巖水化分散，防止井壁垮塌，抗鹽抗鈣能力強(qiáng)，無(wú)生物毒 性，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有易生物降解，良好的保護(hù)油氣層性能，合成方法簡(jiǎn) 單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例 對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明未描述的技術(shù)手段按本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)方式進(jìn) 行，應(yīng)理解這些實(shí)例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 按重量取250份魔芋膠溶于900份95%乙醇和220份水的混合溶液中，再加入2. 4 份無(wú)水碳酸鈉、6份丙三醇、280份30%三甲胺和420份環(huán)氧氯丙烷于反應(yīng)釜中，回流冷凝條 件下反應(yīng)4. 5小時(shí)，離心機(jī)離心半小時(shí)，分離出固體顆粒，于100°C下干燥7小時(shí)，即得本實(shí) 施例的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 按重量取260份田箐膠溶于1000份95%乙醇和230份水的混合溶液中，再加入 2. 5份無(wú)水碳酸鈉、8份丙三醇、290份30%三甲胺和410份環(huán)氧氯丙烷于反應(yīng)釜中，回流冷 凝條件下反應(yīng)5小時(shí)，離心機(jī)離心半小時(shí)，分離出固體顆粒，于90°C下干燥8小時(shí)，即得本實(shí) 施例的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑。
[0030] 實(shí)施例3
[0031] 按重量取240份香豆子膠溶于900份95%乙醇和240份水的混合溶液中，再加入 2. 6份無(wú)水碳酸鈉、9份丙三醇、300份30%三甲胺和430份環(huán)氧氯丙烷于反應(yīng)釜中，回流冷 凝條件下反應(yīng)4. 5小時(shí)，離心機(jī)離心半小時(shí)，分離出固體顆粒，于105°C下干燥6小時(shí)，即得 本實(shí)施例的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑。
[0032] 實(shí)施例4
[0033] 按重量取260份魔芋膠溶于1000份95%乙醇和210份水的混合溶液中，再加入 2. 6份無(wú)水碳酸鈉、10份丙三醇、290份30%三甲胺和440份環(huán)氧氯丙烷于反應(yīng)釜中，回流 冷凝條件下反應(yīng)5小時(shí)，離心機(jī)離心半小時(shí)，分離出固體顆粒，于110°C下干燥7小時(shí)，即得 本實(shí)施例的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑。
[0034] 實(shí)施例5
[0035] 按重量取240份田箐膠溶于800份95%乙醇和240份水的混合溶液中，再加入2. 4 份無(wú)水碳酸鈉、5份丙三醇、280份30 %三甲胺和400份環(huán)氧氯丙烷于反應(yīng)釜中，回流冷凝條 件下反應(yīng)5小時(shí)，離心機(jī)離心半小時(shí)，分離出固體顆粒，于95°C下干燥7. 5小時(shí)，即得本實(shí)施 例的鉆井液用天然高分子強(qiáng)包被抑制劑。
[0036] 將上述各實(shí)施例產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，測(cè)試方法參照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/ HDJPK0009-2014(粘度數(shù)據(jù)是將各實(shí)施例的產(chǎn)品按照1. 2%的質(zhì)量濃度分別加入到蒸餾 水、蒸餾水+20%鹽水、以及蒸餾水+20%鹽水+5%鈉土中，測(cè)定表觀粘度），環(huán)保性能評(píng)價(jià) 參照美國(guó)環(huán)保局確認(rèn)的糠蝦生物毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，使用DXY-2生物急性毒性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè) 試。結(jié)果如表1所示。
[0037] 表1實(shí)施例1?5所得產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種鉆井液用包被抑制劑的制備方法，該方法包括： 將植物膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺、環(huán)氧氯丙烷混合，混合體系中植物 膠、無(wú)水碳酸鈉、乙醇、水、丙三醇、三甲胺與環(huán)氧氯丙烷的重量比例為240?260 :2. 4? 2. 6 :750?1000 :200?500 :5?10 :80?100 :400?440,該混合體系在回流條件下反應(yīng) 4. 5?5小時(shí)，制得鉆井液用包被抑制劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，是先將植物膠、乙醇與水混合，再加入無(wú)水碳酸 鈉、丙三醇、三甲胺和環(huán)氧氯丙烷，得到混合體系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括： 從回流條件下反應(yīng)4. 5?5小時(shí)后的反應(yīng)物中分離出固體顆粒物，并在80?110°C下 干燥5?8小時(shí)，得到干燥的鉆井液用包被抑制劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述植物膠選自魔芋膠、田箐膠、香豆子膠中的 一種或幾種。
5. -種鉆井液用包被抑制劑，其是按照權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的方法制備得到的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井液用包被抑制劑，其具有如下特性： 在蒸餾水中的表觀粘度為30?50mPa. S，在蒸餾水與20%鹽水中的表觀粘度為10? 30mPa. S，在蒸餾水、20%鹽水及5%鈉土中的表觀粘度為10?30mPa. S，EC5Q值為100000? 125000mg/L〇
7. 權(quán)利要求5或6中所述的鉆井液用包被抑制劑作為添加劑在配制鉆井液中的應(yīng)用。
8. -種鉆井液，其中添加了權(quán)利要求5或6所述的包被抑制劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆井液，其中，所述包被抑制劑在鉆井液中的添加量為0. 1? 0? 8wt%。
【文檔編號(hào)】C09K8/20GK104449601SQ201410616938
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】姚少全 申請(qǐng)人:北京培康佳業(yè)技術(shù)發(fā)展有限公司