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1、(10)申请公布号 CN 103087689 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103087689 A *CN103087689A* (21)申请号 201310045233.9 (22)申请日 2013.02.05 C09K 8/035(2006.01) (71)申请人 四川仁智油田技术服务股份有限公 司 地址 621000 四川省绵阳市滨河北路东段 116 号 (72)发明人 张军 张龙军 彭波 彭商平 李真伟 李德宗 冷文龙 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 吴彦峰 卿诚 (54) 发明名称 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 (5。
2、7) 摘要 本发明涉及化工领域中的水基钻井液处理 剂， 具体为一种水基钻井液用抗高温降粘剂。 该降 粘剂为二组份混合物。第一组份为丙烯酸、 2- 丙 烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸、 马来酸酐作单体制备 的二元或三元共聚物。第二组份为二甲胺、 乙醇 胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 乙二胺的一种或多种与 环氧氯丙烷制备的聚胺盐。 以质量比计， 以第一组 份与第二组份比例为 55-85% ： 15-45%。本发明制 备的降粘剂具有抗高温的优点， 可用于各种水基 钻井液钻井和固井过程中降粘。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专。
3、利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103087689 A CN 103087689 A *CN103087689A* 1/1 页 2 1. 一种水基钻井液用抗高温降粘剂， 其特征在于 ： 由乙烯基共聚物和聚胺盐两种组分 组成， 以质量百分含量计， 乙烯基共聚物的含量为 55-85%， 聚胺盐的百分含量为 15-45%。 2. 根据权利要求 1 所述的水基钻井液用抗高温降粘剂， 其特征在于所述的乙烯基共聚 物为 ： 丙烯酸、 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸、 马来酸酐中的任意两种或三种的混合物作单 体制备的二元或三元共聚物。 3. 根据权利要求 1 所述的水基钻。
4、井液用抗高温降粘剂， 其特征在于所述的聚胺盐为 ： 二甲胺、 乙醇胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 乙二胺的任意一种或多种的混合物再与环氧氯丙烷 制备的聚胺盐。 4. 根据权利要求 1 所述的水基钻井液用抗高温降粘剂， 其特征在于 ： 该抗高温降粘剂 为水剂或为粉剂。 权 利 要 求 书 CN 103087689 A 2 1/3 页 3 一种水基钻井液用抗高温降粘剂 技术领域 0001 本发明涉及化工领域中的水基钻井液处理剂， 具体为一种水基钻井液用抗高温降 粘剂及其制备方法。 0002 背景技术 随着油田勘探开发区域的不断扩大， 钻遇地层复杂性的增加及井底温度增加， 对钻井 液处理剂的要求也越来。
5、越高。在深井超深井钻探中， 流变性调控就是面临的诸多技术难题 中比较突出的一个。 0003 钻井液所用的降粘剂又被称为抗絮凝剂和稀释剂。早在 20 世纪 30 年代末， 人们 就开始使用无机磷酸盐控制钻井液粘度。20 世纪 40 年代， 单宁被广泛地用作钻井液降粘 剂。20 世界 60 年代开始， 铁铬木质素磺酸盐称为主要的钻井液降粘剂。从 20 世界 90 年代 开始， 由于各国环保意识的加强， 开始研制无铬的木质素磺酸盐、 栲胶类降粘剂。 与此同时， 以马来酸酐为原料的聚合物降粘剂以及带阳离子基团的也成为研究的重点。 近年来的热点 在于降粘剂的抗温性和多功能性。 0004 目前降低超高温水。
6、基钻井液粘度的措施就是加入多种、 大量的降粘剂， 维护周期 短， 效果不明显， 钻井液的流变性能难以调控， 引起复杂事故的发生。因此有必要制备一种 抗温性能优异的钻井液降粘剂。 发明内容 0005 本发明正是基于以上技术问题， 提供一种将该产物加入钻井液， 经 250高温老化 后的钻井液仍保持较好流变性能的水基钻井液用抗高温降粘剂。 0006 本发明的另一个目的是提供一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法。 0007 本发明的技术方案为 ： 一种水基钻井液用抗高温降粘剂， 由乙烯基共聚物和聚胺盐两种组分组成， 以质量百 分含量计， 乙烯基共聚物的含量为 55-85%， 聚胺盐的百分含量为 15。
7、-45%。该抗高温降粘剂 为水剂或粉剂。 0008 所述的乙烯基共聚物为 ： 丙烯酸、 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸、 马来酸酐中的任 意两种或三种混合物进行共聚， 制备粘均分子量在 4000-8000 的聚合物。 0009 所述的聚胺盐为 ： 二甲胺、 乙醇胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 乙二胺中的任意一种或多 种的混合物再与环氧氯丙烷形成的聚胺盐。 0010 一种水基钻井液用抗高温降粘剂的制备方法， 包括以下步骤 ： （1） 、 乙烯基共聚物的制备 ； 将丙烯酸、 2- 丙烯酰胺基 -2- 甲基丙磺酸、 马来酸酐的两种或三种作为单体溶解于水 备用。 然后将引发剂溶液于水备用， 引发剂。
8、为无机过氧类引发剂， 比如可采用过硫酸铵或者 过硫酸钾。再将链转移剂溶于水中， 然后加入到反应釜中， 链转移剂可以选用异丙醇。然后 将体系升温至 60， 将单体和引发剂分别缓慢加到反应釜中， 控制温度低于 70。加完后， 再升温至 90， 反应两个小时， 用碱液调节 pH 值到 7-8， 采用的碱液可为氢氧化钠溶液， 得 说 明 书 CN 103087689 A 3 2/3 页 4 到乙烯基聚合物水溶液。 0011 （2） 、 聚胺盐制备工艺 ： 在 30条件下， 向二甲胺、 乙醇胺、 二乙醇胺、 三乙醇胺、 乙 二胺的一种或多种的水溶液中缓慢加入环氧氯丙烷。加完后升温至 60反应两个小时， 。
9、得 到聚胺盐水溶液。 0012 （3） 、 将步骤 （1） 中所得到的乙烯基聚合物水溶液和步骤 （2） 中所得的聚胺盐水 溶液进行复配。按质量比计， 乙烯基聚合物水溶液 ： 聚胺盐水溶液为 3:1， 两者混合均匀， 得到降粘剂产品与现有技术相比， 本发明的有益效果为 ： 水基钻井液加入制备的降粘剂， 在 250老化 16 小时， 仍具有良好的流变性。 具体实施方式 0013 下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述， 给出的实施例并不限制 本发明的范围， 本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合， 以及披露 的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 0014 实施例 1。
10、 ： 1. 产品制备 第一步乙烯基聚合物制备 将 120 公斤水、 4 公斤链转移剂异丙醇加入 1000 升反应釜 ； 将 150 公斤丙烯酸、 70 公斤 2- 丙烯酰胺 -2- 甲基并磺酸溶于 180 公斤水中 ； 将 15 公斤引发剂过硫酸铵溶于 250 公斤水中 ； 反应釜温度控制在 60 -70， 在 1 小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜 中 ； 然后升温到 90， 反应 2 小时 ； 用氢氧化钠溶液调节 pH 到 8-9， 得到固含量约 35% 的乙 烯基聚合物水溶液。固含量是指在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。聚合 物粘均分子量为 6000。 0015 第二。
11、步聚胺盐制备 在 500 升反应釜中加入 200 公斤 40% 二甲胺溶液， 缓慢向反应釜加入 100 公斤环氧氯 丙烷， 控制温度在 30以下 ； 加完后升温至 60， 反应两个小时， 得到固含量约 60% 的聚胺 盐水溶液。 0016 第三步产品复配 上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水溶液按照 3:1 复配， 搅拌均匀。即得到固含量 约 40% 的降粘剂产品。 0017 2. 抗温能力评估 基浆 ： 室温下， 在 1 升水中， 加入 5 克碳酸钠， 100 克膨润土， 高速搅拌 20 分钟， 室温下 放置养护 24 小时， 得到基浆。 0018 依据 GB/T16783.1-2006 石油。
12、天然气工业 钻井液现场测试 第 1 部分 ： 水基钻井 液 测试基浆流变性能 （表观粘度 AV、 塑性粘度 PV、 动切力 YP、 100r/min 读值 100） 。将 降粘剂加入到基浆中， 高搅 5 分钟， 测试流变性能。以质量比计， 粉剂降粘剂 ： 基浆中水为 3:1000。基浆和加入样品基浆在一定温度滚动老化 16 小时后， 室温下高速搅拌 5 分钟， 测 定流变性能。 0019 表 1 基浆流变性能 说 明 书 CN 103087689 A 4 3/3 页 5 老化条件AV（mPas)PV（mPas)YP（Pa)100 室温41.51.040.580.0 200109.019.090。
13、.0185.0 230117.016.0101.0185.0 250146.029.0117.0183.0 表 2 加入 0.3% 降粘剂后基浆流变性能 老化条件AV（mPas)PV（mPas)YP（Pa)100 室温13.07.06.012.0 20026.022.04.012.0 23033.026.07.018.0 25034.027.07.019.0 实施例 2 ： 第一步乙烯基聚合物制备 ： 将 120 公斤水、 4 公斤链转移剂异丙醇加入 1000 升反应釜 ； 将 150 公斤丙烯酸、 70 公斤 2- 丙烯酰胺 -2- 甲基并磺酸溶于 180 公斤水中 ； 将 12 公斤引发剂。
14、过硫酸钾溶于 250 公斤水中 ； 反应釜温度控制在 60 -70， 在 1 小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜 中 ； 然后升温到 90， 反应 2 小时 ； 用氢氧化钠溶液调节 pH 到 8-9， 得到固含量约 35% 乙烯 基聚合物水溶液。聚合物粘均分子量为 6000。 0020 第二步聚胺盐制备 在 500 升反应釜中加入 200 公斤 40% 乙二胺溶液， 缓慢向反应釜加入 100 公斤环氧氯 丙烷， 控制温度在 30以下 ； 加完后升温至 60， 反应两个小时， 得到固含量约 60% 的水溶 性聚胺盐产品。 0021 第三步产品复配 上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水溶液按。
15、照质量比 3:1 复配， 搅拌均匀。即得到 固含量约 40% 降粘剂产品。 0022 实施例 3 ： 第一步乙烯基聚合物制备 将 120 公斤水、 4 公斤链转移剂异丙醇加入 1000 升反应釜 ； 将110公斤丙烯酸、 70公斤 2-丙烯酰胺-2-甲基并磺酸、 40公斤马来酸酐溶于180公 斤水中 ； 将 16 公斤引发剂过硫酸铵溶于 250 公斤水中 ； 反应釜温度控制在 60 -70， 在 1 小时内将单体溶液和引发剂溶液缓慢加入反应釜 中 ； 然后升温到 90， 反应 2 小时 ； 用氢氧化钠溶液调节 pH 到 8-9， 得到固含量约 35% 乙烯 基聚合物 水溶液。聚合物粘均分子量为 4500。 0023 第二步聚胺盐制备 在 500 升反应釜中加入 200 公斤 40% 二甲胺溶液， 缓慢向反应釜加入 100 公斤环氧氯 丙烷， 控制温度在 30以下 ； 加完后升温至 60， 反应两个小时， 得到固含量约 60% 的聚胺 盐水溶液。 0024 第三步产品复配 上述的乙烯基聚合物水溶液与聚胺盐水液按照质量比 3:1 复配， 搅拌均匀， 喷雾干燥 后得到粉剂产品。 说 明 书 CN 103087689 A 5 。