钻井液用降粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及甲基硅酸钠降粘体系，绿色环保型无污染，尤其涉及一种钻井液用降粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂，它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。虽然固控设备能有效清除钻井液中的各种固相，起调节钻井液流变性、减少降粘剂使用量的作用，但现在现场固控设备的使用不理想，降粘剂的作用也就更加重要。1991年前后，张春光等对降粘剂的作用机理进行了深入的研究，在这段时间对降粘剂的研究主要集中在对木质素等天然原料的改性上，近几年主要是研究聚合物降粘剂，尤其是以马来酸酐为原料的聚合物降粘剂以及带阳离子基团的两性离子聚合物降粘剂。
[0003]常见的FCLS、SMC、SMK、SMT，这类降粘剂主要作用于粘土颗粒，是通过在粘土颗粒边缘上吸附，增加粘土颗粒的水化性能，拆散粘土颗粒的边，边和边，面结合，从而拆散在泥浆中粘土形成的结构而取得降粘效果的，基本上不能消除聚合物之间及聚合物与粘土之间相互作用产生的提粘效应。
【发明内容】
[0004]为了克服聚合物之间及聚合物与粘土之间相互作用产生的提粘效应，本发明提供一种降粘剂的制备方法，其制备出的降粘剂可以加入钻井液中，不影响其他药剂使用，并能够很好的起到降粘与抗滤失的作用。
[0005]本发明解决其技术问题采用的方案是:一种钻井液用降粘剂，按原料重量份数计，第一份溶液由I至3份氢氧化钾、I至10份甲基硅酸钠混合在2至10份去离子水中组成；
第二份溶液由2至10份丙烯酸溶解在含有I至10份的表面活性剂水溶液中组成。
[0006]所述表面活性剂为脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按质量比为卜2:3?4混合得到。
[0007]—种钻井液用降粘剂的制备方法，按以下步骤进行:
1)将第一份溶液滴加到第二份溶液中，反应温度控制在35-50°C，pH值在7-9之间；
2)滴加完毕后，在55-65°C的条件下搅拌0.8-1.2h，再冷却降温到45-55°C，搅拌1.5-2.5h，即得降粘剂产品。
[0008]所述第一份溶液的制备步骤为:首先放入去离子水、氢氧化钾，在45-50°C下搅拌均匀后，再加入甲基硅酸钠搅拌制得。
[0009]所述表面活性剂为脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按质量比为卜2:3?4混合得到。
[0010]所述I)步骤中用碱性调节剂调节pH值，所述碱性调节剂为NH3.H2O与NH4HCO3的混合物。
[0011]所述碱性调节剂由NH3.H2O与NH4HCO3按摩尔比为7-8:4-6混合组成。
[0012]所述第一溶液在制得后经过?9cm的定性中速滤纸过滤，然后再滴加到所述第二溶液中。
[0013]所述2)步骤中先在600C恒温搅拌Ih，再冷却降温到50°C，搅拌2h，反应制得。
[0014]本发明将FMEE、JFC均匀分散在水溶液中。在制备过程中，FMEE和JFC起到了降低表面张力和界面张力的作用，不参加反应，辅助降粘剂，减小表观粘度。利用甲基硅酸钠和丙烯酸在碱性条件下反应，形成离子型物质得到降粘剂。
【具体实施方式】
[0015]以下实施例中的各原料均按质量百分比计。
[0016]实例I
在三口烧瓶中先加入10%的去离子水、2%的KOH在45-50 °C下搅拌均匀后，再加入1%的甲基硅酸钠搅拌5分钟后，滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性剂的水溶液中，然后密封住三口烧瓶，期间不断调节PH值在7-9之间，滴加完毕后恒温60°C搅拌lh，再冷却降温到50°C，搅拌2h，即得降粘剂产品。
[0017]具体比例如下(按10g降粘剂计量):K0H:2g;甲基硅酸钠:lg;丙烯酸:2g;表面活性剂:5g;水:90g。
[0018]实例2
在三口烧瓶中先加入8%的去离子水、3%的KOH在45°C下搅拌均匀后，再加入1%的甲基硅酸钠搅拌5分钟后，再滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性剂的水溶液中，然后密封住三口烧瓶，期间不断调节PH值在7-9之间，滴加完毕后恒温60°C搅拌lh，再冷却降温到50°C，搅拌2h，即得降粘剂产品。
[0019]具体比例如下(按10g降粘剂计量):K0H:3g;甲基硅酸钠:lg;丙烯酸:2g;表面活性剂:5g;水:89g。
[0020]实例3
在三口烧瓶中先加入7%的去离子水、3%的KOH在45 0C下搅拌均匀后，再加入10%的甲基硅酸钠搅拌5分钟后，再滴加到2%的丙烯酸和含5%表面活性剂的水溶液中，然后密封住三口烧瓶，期间不断调节PH值在7-9之间，滴加完毕后恒温55°C搅拌lh，再冷却降温到45°C，搅拌2h，即得降粘剂产品。
[0021 ] 具体比例如下(按10g降粘剂计量):KOH: 3g;甲基硅酸钠:1g;丙烯酸:2g;表面活性剂:5g;水:80g。
[0022]实例4
在三口烧瓶中先加入8%的去离子水、3%的KOH在45 0C下搅拌均匀后，再加入5%的甲基硅酸钠搅拌5分钟后，再滴加到10%的丙烯酸和含10%表面活性剂的水溶液中，然后密封住三口烧瓶，期间不断调节PH值在7-9之间，滴加完毕后恒温65°C搅拌lh，再冷却降温到55°C，搅拌2h，即得降粘剂产品。
[0023]具体比例如下(按10g降粘剂计量):KOH: 3g;甲基娃酸钠:5g;丙稀酸:1g;表面活性剂:10g;水:72g。
[0024]具体检测数据:
以下为用本发明提供的方法制备的降粘剂，按质量百分比计加入基浆，性能检测。
[0025]实例I
参照基浆配制:按水:钠土=100:8.5的比例配制基浆，高速搅拌20min，密封养护24h。用氧化铁矿粉提高密度到1.5g/cm3，低搅4h。立即用六速旋转粘度计测其在转速为100r/min的读数Φ 100。
[0026]取低搅后的基浆400ml，按1%加量加入本发明的降粘剂，高搅20min，低搅30min并加热到90°C，然后用六速旋转粘度计测其转速为100r/min的读数Φ 10u
[0027]按下式计算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 100Ο/Φ 100*100%
本发明提供的方法制备的降粘剂使用实例I提供的检测方法，检测后降粘率为90%。
[0028]实例2
参照基浆配制:按水:无水碳酸钠:现场土=100:0.3:10的比例配制基浆，高速搅拌20min，在25±3°C密封养护24h。取配制好的基浆400ml，高搅5min，用六速旋转粘度计测其转速为100r/min的读数Φ 100。
[0029]取配制好的基浆400ml，按0.5%加量加入本发明的降粘剂，搅拌1min，然后高搅5min，用六速旋转粘度计测其转速为100r/min的读数Φ 1002。
[0030]按下式计算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 1002)/φ 100*100%
本发明提供的方法制备的降粘剂使用实例2提供的检测方法，检测后降粘率为95%。
[0031]实例3
参照基楽配制:按水:无水碳酸钠:钠土=100:0.18:6的比例配制基楽，高速搅拌20min，在25 土 3 °(:密封养护24h，边搅拌边加入0.1%的80A51，搅拌30min，在25 土 3 °(:密封养护24h。取配制好的基楽400ml，高搅5min，用六速旋转粘度计测其转速为100r/min的读数Φ 100。
[0032]取配制好的基浆400ml，按0.1%加量加入本发明的降粘剂，搅拌1min，在25±3°C密封养护2h，然后高搅5min，用六速旋转粘度计测其转速为100r/min的读数Φ 1003。
[0033]按下式计算其降粘率:
降粘率=(Φ 100-Φ 1003)/φ 100*100%
本发明提供的方法制备的降粘剂使用实例3提供的检测方法，检测后降粘率为85%。
【主权项】
1.一种钻井液用降粘剂，其特征在于，按原料重量份数计，第一份溶液由I至3份氢氧化钾、I至10份甲基硅酸钠混合在2至10份去离子水中组成； 第二份溶液由2至10份丙烯酸溶解在含有I至10份的表面活性剂水溶液中组成。2.根据权利要求1所述的一种钻井液用降粘剂，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按质量比为I?2:3?4混合得到。3.一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行: 1)将第一份溶液滴加到第二份溶液中，反应温度控制在35-50°C，pH值在7-9之间； 2)滴加完毕后，在55-65°C的条件下搅拌0.8-1.2h，再冷却降温到45-55°C，搅拌1.5-2.5h，即得降粘剂产品。4.根据权利要求3所述的一种钻井液用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述第一份溶液的制备步骤为:首先放入去离子水、氢氧化钾，在45-50 0C下搅拌均匀后，再加入甲基硅酸钠搅拌制得。5.根据权利要求3所述的一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物FMEE和脂肪醇聚氧乙烯醚JFC按质量比为I?2:3?4混合得到。6.根据权利要求3所述的一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述I)步骤中用碱性调节剂调节pH值，所述碱性调节剂为NH3.H2O与NH4HCO3的混合物。7.根据权利要求6所述的一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述碱性调节剂由NH3.H2O与MMCO3按摩尔比为7-8:4-6混合组成。8.根据权利要求4所述的一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述第一溶液在制得后经过Φ9αιι的定性中速滤纸过滤，然后再滴加到所述第二溶液中。9.根据权利要求3所述的一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于，所述2)步骤中先在60°C恒温搅拌lh，再冷却降温到50°C，搅拌2h，反应制得。
【专利摘要】本发明涉及钻井液用降粘剂及其制备方法。将氢氧化钾、甲基硅酸钠、硅氟干剂混合在去离子水中，得到第一溶液；将丙烯酸添加在含有表面活性剂溶液中得到第二溶液，将第二份溶液滴加入第一份溶液中，反应温度控制在35-50℃，pH值在7-9之间；滴加完毕后，在55-65℃搅拌0.8-1.2h，再冷却降温到45-55℃，搅拌1.5-2.5h，即得降粘剂产品。本发明制备方法简单，过程容易控制，反应速度快，得到的降粘剂稳定性好、长时间存放不沉淀，且产品具有很好的降粘性，易溶解在钻井液中，且抑制分散性强，具有一定的抑制水化作用。
【IPC分类】C09K8/58, C09K8/584
【公开号】CN105647501
【申请号】
【发明人】安进
【申请人】扬州润达油田化学剂有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月29日