一种用于水基钻井液的流型调节剂、制备方法及使用方法

本发明涉及流型调节剂，具体涉及一种用于水基钻井液的流型调节剂、制备方法及使用方法。

背景技术：

1、流型调节剂作为构建水基钻井液体系的重要处理剂，对携带岩屑、清洁井底、保持井筒的稳定有着重要的影响。随着我国多口超万米深井的持续钻进，目前常用流型调节剂仍面临着挑战。温度升高，聚合物容易发生降解，使主链或支链断裂，降低分子量，失去高分子性质，对钻井液性能造成破坏。常用的丙烯酰胺类聚合物在高温下降解出现丙烯酰胺单体，对地层环境和人们的身体健康造成极大的危害。黄原胶、淀粉在温度超过120℃时开始降解，大于150℃完全降解失效。导致钻井液的流变性能失控，可能出现卡钻、井壁失稳、循环漏失等复杂井下事故。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题提供一种用于水基钻井液的流型调节剂、制备方法及使用方法。

2、本发明采用的技术方案是：一种用于水基钻井液的流型调节剂，按照质量份数计包括：

3、羧甲基纤维素钠30～50份、纳米锂皂石10～30份、硅烷偶联剂10～30份。

4、进一步的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。

5、进一步的，按照质量份数计包括：

6、羧甲基纤维素钠30～40份、纳米锂皂石10～20份、硅烷偶联剂10～20份。

7、进一步的，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠40份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂20份。

8、进一步的，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠30份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂20份。

9、进一步的，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠30份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂10份。

10、一种用于水基钻井液的流型调节剂的制备方法，包括以下步骤：

11、步骤1：将纳米锂皂石加入溶剂中，充分搅拌混合；

12、步骤2：在步骤1得到的溶液中缓慢加入羧甲基纤维素钠，充分搅拌混合；

13、步骤3：在步骤2得到的溶液中滴加硅烷偶联剂，回流反应后，洗涤、干燥、粉碎即可得到所需流型调节剂。

14、进一步的，所述步骤3中的回流反应时间为3～15小时。

15、进一步的，所述步骤2中首先将步骤1得到的溶液升温至40～80℃，然后加入羧甲基纤维钠。

16、一种用于水基钻井液的流型调节剂的使用方法，将钻井液、流型调节剂、膨润土和碳酸钠按以下比例充分混合后使用；

17、其中钻井液按450ml计，包括0.9～6.75g流型调节剂、18g膨润土、0.9g碳酸钠。

18、本发明的有益效果是：

19、(1)本发明得到的流型调节剂，能够使水基钻井液在150℃高温老化后，其流变性能保持稳定，在180℃高温老化后或20％氯化钠侵入的条件下，流型调节剂仍对钻井液起到保护作用；

20、(2)本发明中的硅烷偶联剂能够发生水解产生有机硅醇，然后发生缩聚生成聚硅氧烷结构吸附在cmc分子链上，及穿插在聚合物网络结构中，对聚合物的热稳定性起到增强作用；

21、(3)本发明引入纳米锂皂石lap，通过氢键和静电吸附，进一步增强钻井液空间网状结构，维持了膨润土颗粒较好的分散性能，增强了钻井液的流变性能，提高了钻井液悬浮岩屑和清洁井筒的能力。

技术特征：

1.一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，按照质量份数计包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，按照质量份数计包括：

4.根据权利要求1所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠40份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂20份。

5.根据权利要求1所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠30份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂20份。

6.根据权利要求1所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂，其特征在于，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠30份、纳米锂皂石10份、硅烷偶联剂10份。

7.如权利要求1～6任一所述用于水基钻井液的流型调节剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的回流反应时间为3～15小时。

9.根据权利要求7所述的一种用于水基钻井液的流型调节剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中首先将步骤1得到的溶液升温至40～80℃，然后加入羧甲基纤维钠。

10.根据权利要求7～9任一制备方法得到的用于水基钻井液的流型调节剂的使用方法，其特征在于，将钻井液、流型调节剂、膨润土和碳酸钠按以下比例充分混合后使用；

技术总结本发明公开了一种用于水基钻井液的流型调节剂、制备方法及使用方法，按照质量份数计包括：羧甲基纤维素钠30～50份、纳米锂皂石10～30份、硅烷偶联剂10～30份；本发明得到的流型调节剂，能够使水基钻井液在150℃高温老化后，其流变性能保持稳定，在180℃高温老化后或20％氯化钠侵入的条件下，流型调节剂仍对钻井液起到保护作用；硅烷偶联剂能够发生水解产生有机硅醇，然后发生缩聚生成聚硅氧烷结构吸附在CMC分子链上，及穿插在聚合物网络结构中，对聚合物的热稳定性起到增强作用；引入纳米锂皂石LAP，通过氢键和静电吸附，增强钻井液空间网状结构，维持了膨润土颗粒较好的分散性能，增强了钻井液的流变性能，提高了钻井液悬浮岩屑和清洁井筒的能力。技术研发人员：林凌,李铮,罗源皓受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4