一种钻井液用包被剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种钻井液用包被剂的制备方法 (A kind of preparation method of drilling fluid coating agent ) 是由 邵士壮 孙安顺 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明的一种井液用包被剂的制备方法,涉及石油天然气钻井技术领域。其操作步骤如下：a、将水、烯丙基胺、氯乙酸钠和碳酸钠混合,75～85℃温度下恒温6～8小时后,降至室温,再加入甲苯-2,4-二异氰酸酯搅拌30min,得到A液；b、将矿物油、乳化剂OP-4和乳化剂OP-7混合,搅拌30分钟,得到B液；c、将A液与B液搅拌,加入过硫酸铵和四甲基乙二胺搅拌12～20h,得到钻井液用包被剂。具有极强的包被抑制作用,同时能够增加岩屑的滚动回收率,效果优于市售包被剂FA367对比例。其克服了现有聚合物包被剂在水敏性等复杂地层由于无法形成网络,包被能力差的缺点,制得的聚合物包被剂具有分散抑制性强、抗温抗盐能力强、溶解速度快的特点。(A kind of preparation method of well liquid coating agent of the invention, is related to oil and gas well drilling technical field.Its operating procedure is as follows: a, Jiang Shui, allyl amine, sodium chloroacetate and sodium carbonate mixing, at a temperature of 75~85 DEG C after constant temperature 6~8 hours, is down to room temperature, adds Toluene-2,4-diisocyanate, 4- diisocyanate stirs 30min, obtains A liquid；B, mineral oil, emulsifier op-4 and polyoxyethylene nonylphenol ether -7 are mixed, stirs 30 minutes, obtains B liquid；C, A liquid and B liquid are stirred, ammonium persulfate is added and tetramethylethylenediamine stirs 12~20h, obtains drilling fluid coating agent.With extremely strong coating inhibiting effect, while the rolling rate of recovery of landwaste can be increased, effect is better than commercially available coating agent FA367 comparative example.It is coated with the disadvantage of ability difference, polymer coating agent obtained has the characteristics that dispersion strong inhibition capability, heat and salinity tolerance ability is strong, solution rate is fast since network can not be formed in bad grounds such as water sensitivities which overcome existing polymer coating agent.)
技术领域：
本发明涉及石油天然气钻井技术领域，具体涉及一种钻井液用包被剂的制备方法。
背景技术：
目前，国内外研制和使用了聚丙烯酸类聚合物包被剂PAC141、两性离子聚合物包被剂FA367及聚丙烯酰胺钾类包被剂K-PAM等，这些包被剂在各自适用的钻井液体系中表现出了较好的性能，改善了钻井液体系的流变性，但在现场使用过程中，也表现出了一些不足，比如：只适用于某种特定的钻井液体系，如PAC141主要应用于聚合物钻井液体系，对盐水或饱和盐水钻井液体系却不适用。而且，随着钻井技术的发展，大角度井、水平井、扩张井、延伸井、及定向造斜井等各种高难度的井位也在不断增加，对稳定井壁、防止坍塌、抑制钻屑水化分散、提高钻井速度等方面也有了更高的要求。现有技术中的常规包被剂已经不能满足现场施工的要求。
发明内容
：针对上述现有技术的不足，利用本发明提供的方法制备出了一种钻井液用包被剂。
本发明的一种钻井液用包被剂的制备方法，其操作步骤如下：
a、将41～55份水、12～23份烯丙基胺、5～13份氯乙酸钠和0.5～1.5份碳酸钠混合，75～85℃温度下恒温6～8小时后，降至室温，再加入3～5份甲苯-2,4-二异氰酸酯搅拌30min，得到A液；
b、将23～35份矿物油、2～5份乳化剂OP-4和1～3份乳化剂OP-7混合，搅拌30分钟，得到B液；
c、将a步骤制得的A液与b步骤制得的B液混合，3000r/min转速下搅拌2h后，加入0.05～0.2份过硫酸铵和0.05～0.2份四甲基乙二胺搅拌12～20h，得到钻井液用包被剂；
以上均为质量份数。
作为本发明的进一步改进，所述的矿物油为碳链C14～C22的烷烃。
利用本发明的方法制备的钻井液用包被剂，具有极强的包被抑制作用，同时能够增加岩屑的滚动回收率，效果优于市售包被剂FA367对比例。其克服了现有聚合物包被剂在水敏性等复杂地层由于无法形成网络，包被能力差的缺点，制得的聚合物包被剂具有分散抑制性强、抗温抗盐能力强、溶解速度快的特点。
具体实施方式
：
实施例1
一种钻井液用包被剂的制备方法，其操作步骤如下：
a、将41～55份水、12～23份烯丙基胺、5～13份氯乙酸钠和0.5～1.5份碳酸钠混合，75～85℃温度下恒温6～8小时后，降至室温，再加入3～5份甲苯-2,4-二异氰酸酯搅拌30min，得到A液；
b、将23～35份矿物油、2～5份乳化剂OP-4和1～3份乳化剂OP-7混合，搅拌30分钟，得到B液；
c、将a步骤制得的A液与b步骤制得的B液混合，3000r/min转速下搅拌2h后，加入0.05～0.2份过硫酸铵和0.05～0.2份四甲基乙二胺搅拌12～20h，得到钻井液用包被剂；
以上均为质量份数。
其中矿物油为碳链C14的烷烃。
实施例2
一种钻井液用包被剂的制备方法，其操作步骤如下：
a、将41～55份水、12～23份烯丙基胺、5～13份氯乙酸钠和0.5～1.5份碳酸钠混合，75～85℃温度下恒温6～8小时后，降至室温，再加入3～5份甲苯-2,4-二异氰酸酯搅拌30min，得到A液；
b、将23～35份矿物油、2～5份乳化剂OP-4和1～3份乳化剂OP-7混合，搅拌30分钟，得到B液；
c、将a步骤制得的A液与b步骤制得的B液混合，3000r/min转速下搅拌2h后，加入0.05～0.2份过硫酸铵和0.05～0.2份四甲基乙二胺搅拌12～20h，得到钻井液用包被剂；
以上均为质量份数。
其中矿物油为碳链C18的烷烃。
实施例3
一种钻井液用包被剂的制备方法，其操作步骤如下：
a、将41～55份水、12～23份烯丙基胺、5～13份氯乙酸钠和0.5～1.5份碳酸钠混合，75～85℃温度下恒温6～8小时后，降至室温，再加入3～5份甲苯-2,4-二异氰酸酯搅拌30min，得到A液；
b、将23～35份矿物油、2～5份乳化剂OP-4和1～3份乳化剂OP-7混合，搅拌30分钟，得到B液；
c、将a步骤制得的A液与b步骤制得的B液混合，3000r/min转速下搅拌2h后，加入0.05～0.2份过硫酸铵和0.05～0.2份四甲基乙二胺搅拌12～20h，得到钻井液用包被剂；
以上均为质量份数。
其中矿物油为碳链C22的烷烃。
使用时，可直接加入到钻井液中使用，抑制粘土膨胀，包被钻屑，其添加量为：质量百分比0.1～0.5％。
下面是利用本制备方法制得的包被剂，其优越性能测定。
1、膨胀性实验
测定的方法为仪器直接测定。膨胀性实验体现了产品的水化性，膨胀量越大，水化性越强，对膨润土膨胀抑制能力越差，对地层的影响越大，这是对地层一个不利的影响因素。本实验利用膨润土按页岩膨胀实验标准要求压制人造岩心，按照页岩膨胀测试标准在页岩膨胀仪上进行页岩膨胀实验，以此评价包被剂对泥页岩的抑制防膨能力，在10％氯化钠盐水体系中测定8h膨胀量，实验结果见表1。
表1膨胀量实验结果
实施例1
膨胀量mm
实施例2
膨胀量mm
实施例3
膨胀量mm
FA367
膨胀量mm
0.1％
6.6
0.1％
6.3
0.1％
6.5
0.1％
9.1
0.2％
6.3
0.2％
6.1
0.2％
6.1
0.2％
8.9
0.3％
5.7
0.3％
5.4
0.3％
5.5
0.3％
8.3
0.4％
5.5
0.4％
5.1
0.4％
5.3
0.4％
8.1
0.5％
4.9
0.5％
4.6
0.5％
4.8
0.5％
7.8
从表1中可以看出，实施例1～3中，膨胀量随百分比的增加而减小，这是因为本实施例产品，具有抑制黏土膨胀的功能。在10％氯化钠盐水中使用的FA367，在其最高百分比的情况下的膨胀量，仍高于实施例1～3中最低百分比的膨胀量，因此可以看出利用本发明的制备方法生产的包被剂，其具有极强的包被抑制作用，这是因为本实施例产品引入烯丙基胺单体，提高了其抑制膨胀的作用。
2、热滚回收率测定
热滚回收率测定的高低体现了其抗温性能。在老化罐加入350mL试液(其中空白为自来水，百分比为添加包被剂的质量百分比)，称取5～10目泥页岩岩屑50g，分别在150℃/200℃的滚子炉中，滚动分散16h；然后用40目筛将回收岩样在水中筛洗干净，将筛余岩样放入表面皿中，在105℃烘箱中烘干至恒重；称重，由下式计算热滚回收率(结果见表2)：
S＝M/50×100％
式中：S—40目筛后的回收率，％；M—40目筛的筛余量，g。
表2热滚回收率测定结果
表2可以看出，在0.5％的添加量条件下，随着温度的升高，热滚回收率有所下降，但不明显，这是因为本发明制备方法所制备的实施例，热稳定性好。同时，在相同添加量的条件下，利用本制备方法制得的包被剂的热滚回收率明显高于市售FA367的包被剂，因此在钻井过程中，本产品的抗温能力更强，应用范围更广。
3、溶解性实验
取200mL自来水，加入1g实施例试样，150r/min转速下搅拌分散，测定其溶解分散时间。
表3各实施例的溶解时间
对比例
溶解时间
FA367
7716s
实施例1
236s
实施例2
261s
实施例3
277s
表3可以看出，各实施例的溶解时间，均低于5min(300s)，其在水中的溶解速度很快，溶解速度远远快于同类包被剂对比例。这是因为本发明制备方法所制备的实施例中，引入了亲水基团—CH2COO-，水溶分散速度快。
同时综合表1、表2和表3，在0.5％加量下，本产品既能有效地发挥包被作用，又能增加岩屑的滚动回收率且溶解时间短，更适合市场推广。