鉆井液用降粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甲基硅酸鈉降粘體系，綠色環(huán)保型無污染，尤其涉及一種鉆井液用降粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]降粘劑是鉆井過程中不可缺少的鉆井液處理劑，它對調(diào)節(jié)鉆井液流變性起著非常重要的作用。雖然固控設(shè)備能有效清除鉆井液中的各種固相，起調(diào)節(jié)鉆井液流變性、減少降粘劑使用量的作用，但現(xiàn)在現(xiàn)場固控設(shè)備的使用不理想，降粘劑的作用也就更加重要。1991年前后，張春光等對降粘劑的作用機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，在這段時間對降粘劑的研究主要集中在對木質(zhì)素等天然原料的改性上，近幾年主要是研究聚合物降粘劑，尤其是以馬來酸酐為原料的聚合物降粘劑以及帶陽離子基團(tuán)的兩性離子聚合物降粘劑。
[0003]常見的FCLS、SMC、SMK、SMT，這類降粘劑主要作用于粘土顆粒，是通過在粘土顆粒邊緣上吸附，增加粘土顆粒的水化性能，拆散粘土顆粒的邊，邊和邊，面結(jié)合，從而拆散在泥漿中粘土形成的結(jié)構(gòu)而取得降粘效果的，基本上不能消除聚合物之間及聚合物與粘土之間相互作用產(chǎn)生的提粘效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服聚合物之間及聚合物與粘土之間相互作用產(chǎn)生的提粘效應(yīng)，本發(fā)明提供一種降粘劑的制備方法，其制備出的降粘劑可以加入鉆井液中，不影響其他藥劑使用，并能夠很好的起到降粘與抗濾失的作用。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的方案是:一種鉆井液用降粘劑，按原料重量份數(shù)計，第一份溶液由I至3份氫氧化鉀、I至10份甲基硅酸鈉混合在2至10份去離子水中組成；
第二份溶液由2至10份丙烯酸溶解在含有I至10份的表面活性劑水溶液中組成。
[0006]所述表面活性劑為脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按質(zhì)量比為卜2:3?4混合得到。
[0007]—種鉆井液用降粘劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
1)將第一份溶液滴加到第二份溶液中，反應(yīng)溫度控制在35-50°C，pH值在7-9之間；
2)滴加完畢后，在55-65°C的條件下攪拌0.8-1.2h，再冷卻降溫到45-55°C，攪拌1.5-2.5h，即得降粘劑產(chǎn)品。
[0008]所述第一份溶液的制備步驟為:首先放入去離子水、氫氧化鉀，在45-50°C下攪拌均勻后，再加入甲基硅酸鈉攪拌制得。
[0009]所述表面活性劑為脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按質(zhì)量比為卜2:3?4混合得到。
[0010]所述I)步驟中用堿性調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，所述堿性調(diào)節(jié)劑為NH3.H2O與NH4HCO3的混合物。
[0011]所述堿性調(diào)節(jié)劑由NH3.H2O與NH4HCO3按摩爾比為7-8:4-6混合組成。
[0012]所述第一溶液在制得后經(jīng)過?9cm的定性中速濾紙過濾，然后再滴加到所述第二溶液中。
[0013]所述2)步驟中先在600C恒溫攪拌Ih，再冷卻降溫到50°C，攪拌2h，反應(yīng)制得。
[0014]本發(fā)明將FMEE、JFC均勻分散在水溶液中。在制備過程中，F(xiàn)MEE和JFC起到了降低表面張力和界面張力的作用，不參加反應(yīng)，輔助降粘劑，減小表觀粘度。利用甲基硅酸鈉和丙烯酸在堿性條件下反應(yīng)，形成離子型物質(zhì)得到降粘劑。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下實(shí)施例中的各原料均按質(zhì)量百分比計。
[0016]實(shí)例I
在三口燒瓶中先加入10%的去離子水、2%的KOH在45-50 °C下攪拌均勻后，再加入1%的甲基硅酸鈉攪拌5分鐘后，滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性劑的水溶液中，然后密封住三口燒瓶，期間不斷調(diào)節(jié)PH值在7-9之間，滴加完畢后恒溫60°C攪拌lh，再冷卻降溫到50°C，攪拌2h，即得降粘劑產(chǎn)品。
[0017]具體比例如下(按10g降粘劑計量):K0H:2g;甲基硅酸鈉:lg;丙烯酸:2g;表面活性劑:5g;水:90g。
[0018]實(shí)例2
在三口燒瓶中先加入8%的去離子水、3%的KOH在45°C下攪拌均勻后，再加入1%的甲基硅酸鈉攪拌5分鐘后，再滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性劑的水溶液中，然后密封住三口燒瓶，期間不斷調(diào)節(jié)PH值在7-9之間，滴加完畢后恒溫60°C攪拌lh，再冷卻降溫到50°C，攪拌2h，即得降粘劑產(chǎn)品。
[0019]具體比例如下(按10g降粘劑計量):K0H:3g;甲基硅酸鈉:lg;丙烯酸:2g;表面活性劑:5g;水:89g。
[0020]實(shí)例3
在三口燒瓶中先加入7%的去離子水、3%的KOH在45 0C下攪拌均勻后，再加入10%的甲基硅酸鈉攪拌5分鐘后，再滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性劑的水溶液中，然后密封住三口燒瓶，期間不斷調(diào)節(jié)PH值在7-9之間，滴加完畢后恒溫55°C攪拌lh，再冷卻降溫到45°C，攪拌2h，即得降粘劑產(chǎn)品。
[0021 ] 具體比例如下(按10g降粘劑計量):KOH: 3g;甲基硅酸鈉:1g;丙烯酸:2g;表面活性劑:5g;水:80g。
[0022]實(shí)例4
在三口燒瓶中先加入8%的去離子水、3%的KOH在45 0C下攪拌均勻后，再加入5%的甲基硅酸鈉攪拌5分鐘后，再滴加到10%的丙烯酸和含10%表面活性劑的水溶液中，然后密封住三口燒瓶，期間不斷調(diào)節(jié)PH值在7-9之間，滴加完畢后恒溫65°C攪拌lh，再冷卻降溫到55°C，攪拌2h，即得降粘劑產(chǎn)品。
[0023]具體比例如下(按10g降粘劑計量):KOH: 3g;甲基娃酸鈉:5g;丙稀酸:1g;表面活性劑:10g;水:72g。
[0024]具體檢測數(shù)據(jù):
以下為用本發(fā)明提供的方法制備的降粘劑，按質(zhì)量百分比計加入基漿，性能檢測。
[0025]實(shí)例I
參照基漿配制:按水:鈉土=100:8.5的比例配制基漿，高速攪拌20min，密封養(yǎng)護(hù)24h。用氧化鐵礦粉提高密度到1.5g/cm3，低攪4h。立即用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其在轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 100。
[0026]取低攪后的基漿400ml，按1%加量加入本發(fā)明的降粘劑，高攪20min，低攪30min并加熱到90°C，然后用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 10u
[0027]按下式計算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 100Ο/Φ 100*100%
本發(fā)明提供的方法制備的降粘劑使用實(shí)例I提供的檢測方法，檢測后降粘率為90%。
[0028]實(shí)例2
參照基漿配制:按水:無水碳酸鈉:現(xiàn)場土=100:0.3:10的比例配制基漿，高速攪拌20min，在25±3°C密封養(yǎng)護(hù)24h。取配制好的基漿400ml，高攪5min，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 100。
[0029]取配制好的基漿400ml，按0.5%加量加入本發(fā)明的降粘劑，攪拌1min，然后高攪5min，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 1002。
[0030]按下式計算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 1002)/φ 100*100%
本發(fā)明提供的方法制備的降粘劑使用實(shí)例2提供的檢測方法，檢測后降粘率為95%。
[0031]實(shí)例3
參照基楽配制:按水:無水碳酸鈉:鈉土=100:0.18:6的比例配制基楽，高速攪拌20min，在25 土 3 °(:密封養(yǎng)護(hù)24h，邊攪拌邊加入0.1%的80A51，攪拌30min，在25 土 3 °(:密封養(yǎng)護(hù)24h。取配制好的基楽400ml，高攪5min，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 100。
[0032]取配制好的基漿400ml，按0.1%加量加入本發(fā)明的降粘劑，攪拌1min，在25±3°C密封養(yǎng)護(hù)2h，然后高攪5min，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測其轉(zhuǎn)速為100r/min的讀數(shù)Φ 1003。
[0033]按下式計算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 1003)/φ 100*100%
本發(fā)明提供的方法制備的降粘劑使用實(shí)例3提供的檢測方法，檢測后降粘率為85%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井液用降粘劑，其特征在于，按原料重量份數(shù)計，第一份溶液由I至3份氫氧化鉀、I至10份甲基硅酸鈉混合在2至10份去離子水中組成； 第二份溶液由2至10份丙烯酸溶解在含有I至10份的表面活性劑水溶液中組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用降粘劑，其特征在于，所述表面活性劑為脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按質(zhì)量比為I?2:3?4混合得到。3.一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: 1)將第一份溶液滴加到第二份溶液中，反應(yīng)溫度控制在35-50°C，pH值在7-9之間； 2)滴加完畢后，在55-65°C的條件下攪拌0.8-1.2h，再冷卻降溫到45-55°C，攪拌1.5-2.5h，即得降粘劑產(chǎn)品。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，所述第一份溶液的制備步驟為:首先放入去離子水、氫氧化鉀，在45-50 0C下攪拌均勻后，再加入甲基硅酸鈉攪拌制得。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為脂肪酸甲酯與環(huán)氧乙烷的縮合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按質(zhì)量比為I?2:3?4混合得到。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，所述I)步驟中用堿性調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值，所述堿性調(diào)節(jié)劑為NH3.H2O與NH4HCO3的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，所述堿性調(diào)節(jié)劑由NH3.H2O與MMCO3按摩爾比為7-8:4-6混合組成。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，所述第一溶液在制得后經(jīng)過Φ9αιι的定性中速濾紙過濾，然后再滴加到所述第二溶液中。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用降粘劑的制備方法，其特征在于，所述2)步驟中先在60°C恒溫攪拌lh，再冷卻降溫到50°C，攪拌2h，反應(yīng)制得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆井液用降粘劑及其制備方法。將氫氧化鉀、甲基硅酸鈉、硅氟干劑混合在去離子水中，得到第一溶液；將丙烯酸添加在含有表面活性劑溶液中得到第二溶液，將第二份溶液滴加入第一份溶液中，反應(yīng)溫度控制在35-50℃，pH值在7-9之間；滴加完畢后，在55-65℃攪拌0.8-1.2h，再冷卻降溫到45-55℃，攪拌1.5-2.5h，即得降粘劑產(chǎn)品。本發(fā)明制備方法簡單，過程容易控制，反應(yīng)速度快，得到的降粘劑穩(wěn)定性好、長時間存放不沉淀，且產(chǎn)品具有很好的降粘性，易溶解在鉆井液中，且抑制分散性強(qiáng)，具有一定的抑制水化作用。
【IPC分類】C09K8/58, C09K8/584
【公開號】CN105647501
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】安進(jìn)
【申請人】揚(yáng)州潤達(dá)油田化學(xué)劑有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月29日