專利名稱：：鉆井液高溫保護劑及制造工藝的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及鉆井
技術領域：
，特別涉及一種鉆井液高溫保護劑(抑制劑)及制造工藝。
背景技術：
：加快國內(nèi)石油天然氣資源勘探、開發(fā)特別是深層石油及天然氣的勘探開發(fā)是我國石油工業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)主要的解決途徑。因而，深井、超深井的鉆探就必將成為我國石油工業(yè)的一個重要方面。深層石油天然氣儲層的顯著特點是高溫高壓，作為全國石油天然氣產(chǎn)量的主力接替區(qū)的西部，其石油資源量的73%、天然氣資源量的52%都埋藏在深地層。深層天然氣大都具有高溫高壓的特點，很多井底溫度都在20025(TC之間。這對我國的鉆井技術提出了嚴峻的考驗。鉆井液是鉆井工程的"血液"，而鉆井液處理劑是鉆井液的核心。我國鉆井液處理劑，除磺化褐煤、磺化酚醛樹脂、磺化栲膠三磺處理劑形成一定的規(guī)模，產(chǎn)品性能較穩(wěn)定外，與鉆井技術先進國家相比，我國鉆井液處理劑品種雖然齊全，但是抗溫能力一般在180。C以下。研究開發(fā)出性能優(yōu)良的抗高溫鉆井液處理劑和優(yōu)選出高溫的鉆井液體系對我國能源勘探開發(fā)有著十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種鉆井液高溫保護劑及其制造工藝，該鉆井液高溫保護劑本身抗溫能力強，在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案是一種鉆井液高溫保護劑，該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)50-70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30-50份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20-30份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)1-3份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為G.5-1.5份的濃度為8-15%的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份的無水亞硫酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、沉淀劑丙酮和^^。一種合成該鉆井液高溫保護劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)50-70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30-50份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20-30份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量10-20倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙石黃酸和苯乙烯磺酸鈉溶解，使溶液的濃度在10%-20%之間；3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為8-9之間；4)通氮氣驅(qū)氧30分鐘以上；5)將以上溶液加熱到50-60°C,加入質(zhì)量份數(shù)1-3份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉總質(zhì)量的1%-2%)的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉總質(zhì)量的0.5%-1%)的濃度為8-15%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份(丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙石黃酸和苯乙烯磺酸鈉總質(zhì)量的0.5%-1%)的無水亞硫酸鈉，恒溫1-8小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度100-ll(TC干燥1-3小時。粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。本發(fā)明鉆井液高溫保護劑的工作原理及有益效果該處理劑是由苯乙烯磺酸鈉(SSS,工業(yè)聚合級)、丙烯酰胺(AM，分析純)、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸(AMPS,工業(yè)聚合級)，在水溶液中共聚而成一種多元共聚物，分子鏈上含有-C0麗2(在高溫下水解為-C00-)、-S03-、-(C6H4)S03-等官能團，這些基團均具有較強的親水性，具有高的抗鹽能力和良好的吸附性；-(C6H4)S03-屬于剛性的環(huán)狀結構，能提高共聚物的熱穩(wěn)定性；-CO與磺化鉆井液處理劑分子鏈上的羥基、羧基等形成氫鍵，提高了脫附物理吸附水的難度，從而提高磺化鉆井液處理劑抗溫能力，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。具體實施例方式實施例1:一種鉆井液高溫保護劑，該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)60份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)40份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)25份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)2份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為l份的濃度為10%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為1份的無水亞硫酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氬氧化鈉、沉淀劑丙酮和水。該鉆井液高溫保護劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)60份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)40份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)25份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量15倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉溶解，使溶液的濃度在15%;3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為9;4)通氮氣驅(qū)氧30分鐘；5)將以上溶液加熱到55°C,加入質(zhì)量份數(shù)2份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為l份的濃度為10%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為l份的無水亞硫酸鈉，恒溫4小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度105。C干燥2小時。粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。性能實驗按照配方1:4%基漿+2°/。有機硅防塌降濾失劑+8%磺化褐煤樹脂+重晶石，密度為1.4克/立方厘米；配方2:4%基漿+2%有機硅防塌降濾失劑+8%磺化褐煤樹脂+1.0%高溫保護劑+重晶石，密度為1.4克/立方厘米。配方依次加入各處理劑，高速攪拌20分鐘，密封養(yǎng)護24小時。加入重晶石配成要求密度的鉆井液，高速攪拌10分鐘后測其流變性能和濾失量(API)。裝入老化罐中在不同的溫度下熱滾16小時(熱滾條件220。Cxi6小時；高溫高壓濾量溫度220°C,壓差3.5Mpa)，冷卻至室溫，移入攪拌罐中高速攪拌5分鐘。測其流變性能、API濾失量和HTHP濾失量見表1。表l加入高溫保護劑GBH前后體系性能對比結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實驗表明，該鉆井液高溫保護劑，在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。實施例2:—種鉆井液高溫保護劑，該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)50份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)1份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為0.5份的濃度為8%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5份的無水亞碌。酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、沉淀劑丙酮和水。該鉆井液高溫保護劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)50份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量10倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉溶解，使溶液的濃度在10%;3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為8;4)通氮氣驅(qū)氧30分鐘；5)將以上溶液加熱到5(TC,加入質(zhì)量份數(shù)1份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為0.5份的濃度為8%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5份的無水亞硫酸鈉，恒溫1小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度IO(TC干燥3小時。粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。重復實施例1的實驗，得出該鉆井液高溫保護劑在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍度的。實施例3:—種鉆井液高溫保護劑，該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)50份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)30份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)3份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為1.5份的濃度為15%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為1.5份的無水亞石克酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、沉淀劑丙酮和水。該鉆井液高溫保護劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)50份的2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)30份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量20倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉溶解，使溶液的濃度在20%;3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為8;4)通氮氣驅(qū)氧35分鐘；5)將以上溶液加熱到60°C,加入質(zhì)量份數(shù)3份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為1.5份的濃度為15%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為1.5份的無水亞硫酸鈉，恒溫8小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度ll(TC干燥1小時。粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。重復實施例1的實驗，得出該鉆井液高溫保護劑在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。實施例4:一種鉆井液高溫保護劑，該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)50份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)40份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)30份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)2份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為l份的濃度為10%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為1份的無水亞硫酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、沉淀劑丙酮和水。該鉆井液高溫保護劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)50份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)40份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)30份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量10倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙石黃酸和苯乙蹄石黃酸鈉溶解，使溶液的濃度在10%;3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為8;4)通氮氣驅(qū)氧35分鐘；5)將以上溶液加熱到55°C,加入質(zhì)量份數(shù)2份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為l份的濃度為10%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為1份的無水亞硫酸鈉，恒溫4.5小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度105。C干燥2小時。粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。重復實施例1的實驗，得出該鉆井液高溫保護劑在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。綜上所述，本發(fā)明提供的提供一種鉆井液高溫保護劑及其制造工藝，該處理劑是由苯乙烯磺酸鈉(SSS，工業(yè)聚合級)、丙烯酰胺(AM，分析純)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS,工業(yè)聚合級)，在水溶液中共聚而成一種多元共聚物，分子鏈上含有-C0NH2(在高溫下水解為-COO-)、-S03-、-(C6H4)S03-等官能團，這些基團均具有較強的親水性，具有高的抗鹽能力和良好的吸附性；-(C6H4)S03-屬于剛性的環(huán)狀結構，能提高共聚物的熱穩(wěn)定性；-CO與磺化鉆井液處理劑分子鏈上的羥基、羧基等形成氫鍵，提高了脫附物理吸附水的難度，從而提高磺化鉆井液處理劑抗溫能力；該鉆井液高溫保護劑在原有聚磺鉆井液體系的基礎加入適量的上述鉆井液高溫保護劑，可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，達到降低成本和拓寬應用范圍的目的。雖然本發(fā)明利用上述實施例進行了詳細地闡述，但并不是限定本發(fā)明，任何本領域的技術人員，應當可作各種的更動與修改，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應視為本發(fā)明的保護范圍。權利要求1、一種鉆井液高溫保護劑，其特征在于該鉆井液高溫保護劑包括質(zhì)量份數(shù)50-70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30-50份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20-30份的苯乙烯磺酸鈉、質(zhì)量份數(shù)1-3份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份的濃度為8-15％的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份的無水亞硫酸鈉以及ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、沉淀劑丙酮和水。2、一種合成如權利要求1所述的鉆井液高溫保護劑的制造工藝，其特征在于1)稱取質(zhì)量份數(shù)50-70份的丙烯酰胺、質(zhì)量份數(shù)30-50份的2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸、質(zhì)量份數(shù)20-30份的苯乙烯磺酸鈉，放入裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的容器中；2)放入以上物質(zhì)總質(zhì)量10-20倍的蒸餾水(或清水)，攪拌、水浴加熱至丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-曱基丙磺酸和苯乙烯磺酸鈉溶解；3)用ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)以上溶液的ph值為8-9之間；4)通氮氣驅(qū)氧30分鐘以上；5)將以上溶液加熱到50-60°C，加入質(zhì)量份數(shù)l-3份的分子量調(diào)節(jié)劑硫代乙醇酸、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份的濃度為8-15%溶液的引發(fā)劑過硫酸銨、質(zhì)量份數(shù)為0.5-1.5份的無水亞硫酸鈉，恒溫1-8小時，得到膠狀產(chǎn)物；6)將得到的產(chǎn)物用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)。所得沉淀物在干燥箱中恒定溫度100-ll(TC干燥1-3小時；粉碎、過60目篩，得到白色粉末狀得產(chǎn)物，即為鉆井液高溫保護劑。全文摘要一種鉆井液高溫保護劑，包括質(zhì)量份數(shù)50-70份丙烯酰胺、30-50份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20-30份苯乙烯磺酸鈉、1-3份硫代乙醇酸、0.5-1.5份濃度8-15％的引發(fā)劑過硫酸銨、0.5-1.5份無水亞硫酸鈉以及pH值調(diào)節(jié)劑、沉淀劑丙酮和水；其制造工藝為先將丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸鈉溶解為10-20％的水溶液，調(diào)節(jié)pH值為8-9之間，通氮氣驅(qū)氧30分鐘，加熱到50-60℃，加入硫代乙醇酸、過硫酸銨、無水亞硫酸鈉，恒溫1-8小時，得到膠狀產(chǎn)物，用丙酮沉淀、洗滌，除去為反應的物質(zhì)，恒溫100-110℃干燥1-3小時；粉碎、過60目篩，得到鉆井液高溫保護劑，該保護劑可以有效地提高磺化鉆井液體系的整體抗溫性能，能降低成本和拓寬應用范圍。文檔編號C09K8/035GK101220261SQ20071030448公開日2008年7月16日申請日期2007年12月28日優(yōu)先權日2007年12月28日發(fā)明者孫金生,楊澤星申請人:中國石油集團鉆井工程技術研究院