220℃至230℃抗盐降滤失剂及其制备方法与流程

本发明涉及制备高温抗盐降滤失剂，是一种220℃至230℃抗盐降滤失剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济的发展，对能源的需求量越来越大，向深部地层开发油气的目标目标越来越迫切。然而向深层开发油气，随着井深的增加，从地层深部温度更高的角度考虑，需要抗温能力更强的处理剂产品；从钻井液自身性能稳定性角度考虑，需要钻井液能抗更高的盐度，因而抗温抗盐处理剂是深层钻井液材料重要考量的需求。

2、目前抗温抗盐降滤失剂主要有聚合物类、磺甲基酚醛树脂和磺化褐煤树脂，磺甲基酚醛树脂和磺化褐煤抗温最高为180℃，能够抗饱和nacl污染，但是不能抗ca2+离子污染，更不能在超过200℃以上井底温度使用。

3、随着向深层万米的迈进，井底温度已达到或超过200℃会变得越来越常见，对钻井液处理剂的抗温性要求也是200℃或超过200℃。降滤失剂是钻井液各种处理剂中最关键的处理剂之一，然而目前合成聚合物钻井液在200℃以上受到限制，因为由于温度和ph值引起钻井液絮凝和胶凝，特别是钻井液当被盐和地层污染物污染后，滤失量无法控制。目前市场急需抗温200℃或超过200℃且耐盐的降滤失剂，具有耐受钻井液的絮凝作用和胶凝作用，在高温高盐条件下具有良好的降滤失效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种220℃至230℃抗盐降滤失剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决降滤失剂现有存在合成聚合物钻井液在200℃以上受到限制，以及由于温度和ph值引起钻井液絮凝和胶凝，从而导致滤失量无法控制的问题。

2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种220℃至230℃抗盐降滤失剂，工艺制备过程包括第一单元、第二单元和第三单元，在第一单元中，原料按照重量份数计包括水250份至350份、碳酸钠30份至70份、丙烯酸30份至70份、丙烯酰胺30份至70份、对苯乙烯磺酸钠60份至140份；在第二单元中，原料按照重量份数计包括水200份至300份、氢氧化钠20份至60份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸90份至210份、n-乙烯基吡咯烷酮60份至140份；在第三单元中，原料按照重量份数计包括丙烯腈60份至140份、3-丁烯-1-醇30份至70份、烷基酚聚氧乙烯醚op-10 150份至280份、山梨醇酐油酸酯span-80 60份至180份、白油500份至950份、过硫酸盐5份至18份、偶氮二异丁腈3份至12份、破乳剂35份至60份。

3、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

4、上述第一单元中，原料按照重量份数计包括水280份至320份、碳酸钠38份至60份、丙烯酸40份至58份、丙烯酰胺37份至70份、对苯乙烯磺酸钠72份至128份；在第二单元中，原料按照重量份数计包括水230份至285份、氢氧化钠20份至50份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸126份至200份、n-乙烯基吡咯烷酮60份至130份；在第三单元中，原料按照重量份数计包括丙烯腈65份至123份、3-丁烯-1-醇37份至62份、烷基酚聚氧乙烯醚op-10 175份至262份、山梨醇酐油酸酯span-80 72份至157份、白油550份至880份、过硫酸盐6份至16份、偶氮二异丁腈4份至10份、破乳剂40份至60份。

5、上述220℃至230℃抗盐降滤失剂按照下述步骤制备得到：s1，按照第一单元的原料组分配制第一单元的第一混合液；s2，按照第二单元的原料组分配制第二单元的第二混合液；s3，按照第三单元的原料组分配制第三单元的乳化剂混合液；s4，将所需量的白油、乳化剂混合液在高剪切搅拌条件下混合后，加入第一混合液和第二混合液，再加入所需量的3-丁烯-1-醇和丙烯腈进行高剪切搅拌均匀后，得到乳状混合液；s5，向乳状混合液中加入所需量的过硫酸盐和偶氮二异丁腈，搅拌升温至50℃至70℃进行反应，并保温2h至3h，再降温至12℃至22℃，保温2h至3h至反应结束，得到反应混合物；s6，向反应混合物中加入所需量的破乳剂，搅拌均匀，静置，至破乳反应结束后，在80℃至95℃条件下真空干燥，得到220℃至230℃抗盐降滤失剂。

6、上述步骤s1中，第一混合液按照下述步骤制备得到：第一步，室温下，向第一反应容器中加入所需量的水和碳酸钠，待碳酸钠全部溶解后，再向第一反应容器中加入所需量的丙烯酸搅拌，得到混合物第一溶液；第二步，再向混合物第一溶液中加入所需量的丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠进行搅拌均匀，得到第一混合液，静置，待用。

7、上述第一混合液制备时，第一步中，搅拌时间为30min至60min，混合物第一溶液的ph值为8至10。

8、上述步骤s2中，第二混合液按照下述步骤制备得到：第一步，室温下，向第二反应容器中加入所需量的水、氢氧化钠、丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸搅拌均匀，得到混合物第二溶液；第二步，再向混合物第二溶液中加入所需量的n-乙烯基吡咯烷酮进行搅拌均匀，得到第二混合液，静置，待用。

9、上述第二混合液制备时，第一步中，搅拌时间为30min至60min，混合物第二溶液的ph值为8至10。

10、上述步骤s3中，乳化剂混合液按照下述步骤制备得到：在第三反应容器中加入所需量的烷基酚聚氧乙烯醚op-10和山梨醇酐油酸酯span-80，混合均匀，得到乳化剂混合液，静置，待用。

11、上述步骤s5中，过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。

12、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种220℃至230℃抗盐降滤失剂的制备方法，按照下述步骤进行：s1，按照第一单元的原料组分配制第一单元的第一混合液；s2，按照第二单元的原料组分配制第二单元的第二混合液；s3，按照第三单元的原料组分配制第三单元的乳化剂混合液；s4，将所需量的白油、乳化剂混合液在高剪切搅拌条件下混合后，加入第一混合液和第二混合液，再加入所需量的3-丁烯-1-醇和丙烯腈进行高剪切搅拌均匀后，得到乳状混合液；s5，向乳状混合液中加入所需量的过硫酸盐和偶氮二异丁腈，搅拌升温至50℃至70℃进行反应，并保温2h至3h，再降温至12℃至22℃，保温2h至3h至反应结束，得到反应混合物；s6，向反应混合物中加入所需量的破乳剂，搅拌均匀，静置，至破乳反应结束后，在80℃至95℃条件下真空干燥，得到220℃至230℃抗盐降滤失剂。

13、本发明通过在分子主链上引入苯环基团，提高了分子链的刚性，提高了其抗温抗盐能力和高温下的稳定性，使其在220℃至230℃饱和盐环境下仍具有良好的降滤失和降粘性能，能满足深井或超深井钻井需求。

1.一种220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于工艺制备过程包括第一单元、第二单元和第三单元，在第一单元中，原料按照重量份数计包括水250份至350份、碳酸钠30份至70份、丙烯酸30份至70份、丙烯酰胺30份至70份、对苯乙烯磺酸钠60份至140份；在第二单元中，原料按照重量份数计包括水200份至300份、氢氧化钠20份至60份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸90份至210份、n-乙烯基吡咯烷酮60份至140份；在第三单元中，原料按照重量份数计包括丙烯腈60份至140份、3-丁烯-1-醇30份至70份、烷基酚聚氧乙烯醚op-10 150份至280份、山梨醇酐油酸酯span-80 60份至180份、白油500份至950份、过硫酸盐5份至18份、偶氮二异丁腈3份至12份、破乳剂35份至60份。

2.根据权利要求1所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于在第一单元中，原料按照重量份数计包括水280份至320份、碳酸钠38份至60份、丙烯酸40份至58份、丙烯酰胺37份至70份、对苯乙烯磺酸钠72份至128份；在第二单元中，原料按照重量份数计包括水230份至285份、氢氧化钠20份至50份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸126份至200份、n-乙烯基吡咯烷酮60份至130份；在第三单元中，原料按照重量份数计包括丙烯腈65份至123份、3-丁烯-1-醇37份至62份、烷基酚聚氧乙烯醚op-10 175份至262份、山梨醇酐油酸酯span-80 72份至157份、白油550份至880份、过硫酸盐6份至16份、偶氮二异丁腈4份至10份、破乳剂40份至60份。

3.根据权利要求1或2所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于按照下述步骤制备得到：s1，按照第一单元的原料组分配制第一单元的第一混合液；s2，按照第二单元的原料组分配制第二单元的第二混合液；s3，按照第三单元的原料组分配制第三单元的乳化剂混合液；s4，将所需量的白油、乳化剂混合液在高剪切搅拌条件下混合后，加入第一混合液和第二混合液，再加入所需量的3-丁烯-1-醇和丙烯腈进行高剪切搅拌均匀后，得到乳状混合液；s5，向乳状混合液中加入所需量的过硫酸盐和偶氮二异丁腈，搅拌升温至50℃至70℃进行反应，并保温2h至3h，再降温至12℃至22℃，保温2h至3h至反应结束，得到反应混合物；s6，向反应混合物中加入所需量的破乳剂，搅拌均匀，静置，至破乳反应结束后，在80℃至95℃条件下真空干燥，得到220℃至230℃抗盐降滤失剂。

4.根据权利要求1所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于步骤s1中，第一混合液按照下述步骤制备得到：第一步，室温下，向第一反应容器中加入所需量的水和碳酸钠，待碳酸钠全部溶解后，再向第一反应容器中加入所需量的丙烯酸搅拌，得到混合物第一溶液；第二步，再向混合物第一溶液中加入所需量的丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠进行搅拌均匀，得到第一混合液，静置，待用。

5.根据权利要求4所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于第一混合液制备时，第一步中，搅拌时间为30min至60min，混合物第一溶液的ph值为8至10。

6.根据权利要求3或4或5所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于步骤s2中，第二混合液按照下述步骤制备得到：第一步，室温下，向第二反应容器中加入所需量的水、氢氧化钠、丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸搅拌均匀，得到混合物第二溶液；第二步，再向混合物第二溶液中加入所需量的n-乙烯基吡咯烷酮进行搅拌均匀，得到第二混合液，静置，待用。

7.根据权利要求6所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于第二混合液制备时，第一步中，搅拌时间为30min至60min，混合物第二溶液的ph值为8至10。

8.根据权利要求3或4或5或6或7所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于步骤s3中，乳化剂混合液按照下述步骤制备得到：在第三反应容器中加入所需量的烷基酚聚氧乙烯醚op-10和山梨醇酐油酸酯span-80，混合均匀，得到乳化剂混合液，静置，待用。

9.根据权利要求3至8中任意一项所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂，其特征在于步骤s5中，过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。

10.一种根据权利要求1或2或4或5或6或7或8或9所述的220℃至230℃抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：s1，按照第一单元的原料组分配制第一单元的第一混合液；s2，按照第二单元的原料组分配制第二单元的第二混合液；s3，按照第三单元的原料组分配制第三单元的乳化剂混合液；s4，将所需量的白油、乳化剂混合液在高剪切搅拌条件下混合后，加入第一混合液和第二混合液，再加入所需量的3-丁烯-1-醇和丙烯腈进行高剪切搅拌均匀后，得到乳状混合液；s5，向乳状混合液中加入所需量的过硫酸盐和偶氮二异丁腈，搅拌升温至50℃至70℃进行反应，并保温2h至3h，再降温至12℃至22℃，保温2h至3h至反应结束，得到反应混合物；s6，向反应混合物中加入所需量的破乳剂，搅拌均匀，静置，至破乳反应结束后，在80℃至95℃条件下真空干燥，得到220℃至230℃抗盐降滤失剂。