鉆井液用潤滑封堵劑及其制備方法和使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鉆井液封堵劑技術領域，是一種鉆井液用潤滑封堵劑及其制備方法和 使用方法。
【背景技術】
[0002] 鉆井液是一種在鉆井過程中具有攜帶鉆肩、冷卻潤滑鉆頭、平衡地層壓力、保護井 壁穩定及保護油層不受傷害等多種作用的工作流體，其性能直接影響到鉆井效率、井下安 全和成本控制，是鉆井工程技術的重要組成部分。
[0003] 鉆井液潤滑劑是一種重要的鉆井液化學處理劑，它的作用是改善鉆井液潤滑性， 降低井壁與鉆具之間的摩擦，降低鉆柱旋轉扭矩和起下鉆阻力，從而減少卡鉆事故的發生。 現用潤滑劑多采用礦物油或植物油調配而成，但均不具有封堵的能力。
[0004] 鉆井液用封堵劑是一類用來封堵地層孔隙和裂縫，防止鉆井液及其濾液侵入地 層，以保持井壁穩定的鉆井液處理劑。鉆井中，通過封堵劑的合理使用，可達到防止井壁垮 塌、防漏以及保護油層的目的。目前，鉆井液中應用的各類封堵劑均沒有潤滑能力。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種鉆井液用潤滑封堵劑及其制備方法和使用方法，本發明中的鉆 井液用潤滑封堵劑兼具鉆井液潤滑劑的潤滑性能和鉆井液用封堵劑的封堵性能。
[0006] 本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種鉆井液用潤滑封堵劑，原 料按重量份數計包括6份至15份的丙烯酰胺、2份至8份的丙烯酸、0. 5份至5份的2-甲 基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0. 03份至1份的二甲基二烯丙基氯化銨、1份至5份的N，N'-亞 甲基雙丙烯酰胺、30份至100份的水、60份至150份的油相介質、5份至12份的乳化劑和 0.03份至5份的引發劑。
[0007] 下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進： 上述鉆井液用潤滑封堵劑，按下述步驟得到：第一步，將所需量的水、丙烯酰胺、丙烯 酸、二甲基二烯丙基氯化銨、N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混 合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之間；第二步，將所需量的油相介質和乳化 劑加入到混合液中進行乳化反應后得到乳化液，其中，乳化反應的溫度為20°C至60°C，乳 化反應的時間為20分鐘至40分鐘；第三步，向乳化液中加入所需量的引發劑進行聚合反應 后得到鉆井液用潤滑封堵劑，其中，聚合反應的時間為1小時至10小時。
[0008] 上述油相介質為白油或煤油或生物柴油。
[0009] 上述乳化劑為司盤80、吐溫80和0P-10中的一種以上。
[0010] 上述引發劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的組合物或焦亞硫酸鈉和過硫酸銨的組合 物或硫代硫酸鈉和過硫酸鉀的組合物。
[0011] 本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種鉆井液用潤滑封堵劑的制 備方法，按下述步驟進行：第一步，將所需量的水、丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化 銨、N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之間；第二步，將所需量的油相介質和乳化劑加入到混合液中進行乳化 反應后得到乳化液，其中，乳化反應的溫度為20°C至60°C，乳化反應的時間為20分鐘至40 分鐘；第三步，向乳化液中加入所需量的引發劑進行聚合反應后得到鉆井液用潤滑封堵劑， 其中，聚合反應的時間為1小時至10小時。
[0012] 下面是對上述發明技術方案之二的進一步優化或/和改進： 上述油相介質為白油或煤油或生物柴油。
[0013] 上述乳化劑為司盤80、吐溫80和0P-10中的一種以上。
[0014] 上述引發劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的組合物或焦亞硫酸鈉和過硫酸銨的組合 物或硫代硫酸鈉和過硫酸鉀的組合物。
[0015] 本發明的技術方案之三是通過以下措施來實現的：一種鉆井液用潤滑封堵劑的使 用方法，按下述方法進行：使用時，向鉆井液中加入鉆井液用潤滑封堵劑，鉆井液用潤滑封 堵劑的加入量為鉆井液重量的1%至5%。
[0016] 本發明所述的鉆井液用潤滑封堵劑在與普通市售的鉆井液封堵劑具有相當的封 堵性能的基礎上，本發明所述的鉆井液用潤滑封堵劑具有潤滑性能，即本發明所述的鉆井 液用潤滑封堵劑兼具鉆井液潤滑劑的潤滑性能和鉆井液用封堵劑的封堵性能，具有廣泛的 應用前景。
【具體實施方式】
[0017] 本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0018] 下面結合實施例對本發明作進一步描述： 實施例1:該鉆井液用潤滑封堵劑，原料按重量份數計包括6份至15份的丙烯酰胺、2 份至8份的丙烯酸、0. 5份至5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、0. 03份至1份的二甲 基二烯丙基氯化銨、1份至5份的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、30份至100份的水、60份至 150份的油相介質、5份至12份的乳化劑和0. 03份至5份的引發劑。
[0019] 實施例2:該鉆井液用潤滑封堵劑，按下述制備方法得到：第一步，將30份至100 份的水、6份至15份的丙烯酰胺、2份至8份的丙烯酸、0. 03份至1份的二甲基二烯丙基氯 化銨、1份至5份的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、0. 5份至5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之間；第二步，將60份至150份的油 相介質和5份至12份的乳化劑加入到混合液中進行乳化反應后得到乳化液，其中，乳化反 應的溫度為20°C至60°C，乳化反應的時間為20分鐘至40分鐘；第三步，向乳化液中加入 0.03份至5份的引發劑進行聚合反應后得到鉆井液用潤滑封堵劑，其中，聚合反應的時間 為1小時至10小時。
[0020] 實施例3:該鉆井液用潤滑封堵劑，按下述制備方法得到：第一步，將30份或100 份的水、6份或15份的丙烯酰胺、2份或8份的丙烯酸、0. 03份或1份的二甲基二烯丙基氯 化銨、1份或5份的N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、0. 5份或5份的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之間；第二步，將60份或150份的油 相介質和5份或12份的乳化劑加入到混合液中進行乳化反應后得到乳化液，其中，乳化反 應的溫度為20°C或60°C，乳化反應的時間為20分鐘或40分鐘；第三步，向乳化液中加入 0.03份或5份的引發劑進行聚合反應后得到鉆井液用潤滑封堵劑，其中，聚合反應的時間 為1小時或10小時。
[0021] 實施例4:與上述實施例的不同之處在于，油相介質為白油或煤油或生物柴油。
[0022] 實施例5:與上述實施例的不同之處在于，乳化劑為司盤80、吐溫80和0P-10中的 一種以上。
[0023] 實施例6:與上述實施例的不同之處在于，引發劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的組 合物或焦亞硫酸鈉和過硫酸銨的組合物或硫代硫酸鈉和過硫酸鉀的組合物。
[0024] 實施例7:該鉆井液用潤滑封堵劑，按下述制備方法得到：第一步，將30份水、10 份丙烯酰胺、4份丙烯酸、1份二甲基二烯丙基氯化銨、3份N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、2份 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值為9;第二步，將70份白 油、3. 5份司盤80和3. 5份吐溫80加入到混合液中進行乳化反應后得到乳化液，其中，乳化 反應的溫度為20°C至60°C，乳化反應的時間為30分鐘；第三步，向乳化液中加入0. 5份硫 代硫酸鈉和〇. 5份過硫酸鉀進行聚合反應后得到鉆井液用潤滑封堵劑，其中，聚合反應的 時間為4小時。
[0025] 實施例8:該鉆井液用潤滑封堵劑，按下述制備方法得到：第一步，將40份水、6份 丙烯酰胺、7份丙烯酸、0.05份二甲基二烯丙基氯化銨、2份N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺、3份 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸混合后得到混合液，混合液的pH值控制在8至10之間；第 二步，將60份生物柴油、2. 5份司盤80和2. 5份吐溫80加入到混合液中進行乳化反應后 得到乳化液，其中，乳化反應的溫度為20°C至60°C，乳化反應的時間為30分鐘；第三步，向 乳化液中加入0. 3份焦亞硫酸鈉和0. 3份過硫酸銨進行聚合反應后得到鉆井液用潤滑封堵 劑，其中，聚合反應的時間為5小時。
[0026] 實施例9:該鉆井液用潤滑封堵劑的使用方法，按下述方法進行：使用時，向鉆井 液中加入鉆井液用潤滑封堵劑，鉆井液用潤滑封堵劑的加入量為鉆井液重量的1%至5%。
[0027] 將根據實施例2、實施例7、實施例8得到的鉆井液用潤滑封堵劑的性能(潤滑系數 降低率/%、高溫高壓濾失量降低率/%)進行測試，將普通市售的鉆井液封堵劑的性能(高溫 高壓濾失量降低率/%)進行測試，潤滑系數降低率和高溫高壓濾失量降低率的測試方法如 下述所示。高溫高壓濾失量降低率包括淡水基漿HTHP濾失量降低率(淡水基漿高溫高壓濾 失量降低率）和鹽水基漿HTHP濾失量降低率(鹽水基漿高溫高壓濾失量降低率)。
[0028] 潤滑系數降