[其他]水基鉆井液和封隔液

無效

• 申請號: 85106790
• 申請日: 1985-09-07
• 公開（公告）號: CN85106790A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發明（設計）人: 戴維·法拉;布賴恩·迪蒙德
• 申請（專利權）人: 聯合膠體有限公司
• 主分類號: C09K7/02
• 分類號: C09K7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 孫令華,李雒英

水基鉆井液和封隔液由其中含有分散的或可能是分散的顆粒狀無機材料，并且通常還含有溶解的有機添加劑的水相組成。無機顆粒狀材料經常包括膠體狀的粘土如膨潤土和鉆井過程中的鉆屑。有機添加劑應考慮鉆井液和封隔液的性質來選擇，它們通常有三種類型。一類是稀釋劑，凝膠防止劑或分散劑，它們用來降低粘度或用來防止由于懸浮固體顆粒增加而造成的不利的粘度增長;氯化鈉、氫氧化鈉或高價金屬離子的侵入所導致的凝結;預水化膨潤土的溫度效應和液體中其它有機添加劑的熱降解。

另一類是所謂的降失水劑或濾失控制劑，它們是用來促進井下泥餅的形成并影響其滲透率的。用來作為降水劑和稀釋劑的材料是不同的，須用不同的材料達到不同的特性。第三類是增粘劑。

降失水劑通常是分子較大的水溶性聚合物，它們可能交聯起來而增加其性能，這種聚合物溶液的粘度高。美國第4293427號專利說明書建議選用丙烯酰胺和丙烯酰胺基烷基磺酸的交聯共聚物來達此目的。在美國第4309523號專利說明書中建議使用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和N-乙烯基-N-甲基乙酰胺以及有選擇地加入丙烯酰胺的共聚物。在PCT第WO83/02449號專利公告中，AMPS和乙烯基咪唑和交聯劑的共聚物被描述為降失水劑。美國4293427號專利說明書中所提及的粘度值以及美國4309523號說明書和PCT第WO83/02499號專利公告中較高的K值表明這種聚合物的分子量是比較高的。

在美國4502964號專利說明書中，降失水劑被描述成是至少占51%摩爾的AMPS和二甲基丙烯酰胺及丙烯腈的聚合物，并說它們的分子量可達100萬，但最好是50萬;還舉例表明其溶液的布氏粘度是96000厘泊。其中還說分子量可能低到10000，但這可能是一個印刷錯誤，因為分子量如此之低，即使在聚合物確實含有大量丙烯腈的情況下，也不可能具有降失水劑性能。在美國4502965號專利說明書中也有類似的記述，但其例舉的布氏粘度為2940厘泊，并用乙烯基吡咯烷酮代替二甲基丙烯酰胺。

因而，降失水劑的溶液必須有相對較高的粘度，并促進泥餅的形成;而稀釋劑則須造成非常低的粘度，所以鉆井液和封隔液的稀釋劑必須是泥漿中粘土和其它微粒的分散劑。

合成聚合物能起分散劑的作用是眾所周知的，如低分子量的聚丙烯酸鈉的使用非常廣泛，它的典型分子量是10000或10000以上。在美國第3898037號說明書中建議使用AMPS和丙烯酸或其它單體的共聚物，并指出其分子量最好在10000-100000之間，盡管可允許上下一定范圍的變化。多分散性是重均分子量和數均分子量的比值，表明了一種聚合物分子量的分布情況。多分散性為1是理論最佳值，表示聚合物所有的鏈都有相同的分子量。很顯然，美國3898037號說明書中的聚合物的多分散性必然是非常高的，可能大于3。說明書所列舉的大部分聚合物含70%重量的AMPS，但有些僅含30%。

盡管鉆井液和封隔液的稀釋劑一定是分散劑，但它們也必須滿足其它各種操作上的要求，以便使它們適宜于作井下稀釋劑。這在關于適用稀釋系統的文獻上已有很多記載，例如在美國2911365號和4476029號專利說明書中，使用了各種聚丙烯酸酯;在美國2913437號說明書中使用烯和順丁烯二酸酐的共聚物。通常稀釋劑的分子量比在美國3898037號說明書中所要求的作為分散劑的分子量要小。

在美國3730900號說明書中建議使用苯乙烯磺酸和順丁烯二酸酐的共聚物，其分子量在1000-5000之間，其商標為“Miltemp”，使用非常廣泛。在美國第3764530號專利說明書和第2120708號專利說明書中建議使用各種丙烯酸聚合物。在英國2090888號專利說明書中建議使用丙烯酸和丙烯酸羥丙脂的共聚物。

在美國4048077號專利說明書中建議把分子量較高的共聚物（由K值表示）加到鉆井液中，如：乙烯基磺酸、丙烯酰胺和N-乙烯基-N-甲基乙酰胺的共聚物。其目的未詳細說明，但這些添加劑的效能是通過測量失水來決定的，因而，可以推測它們是用來作為降失水劑。說明書指出：磺酸基、酰胺基、腈基和脂基的存在增加了聚合物對鈣離子的穩定性，但羧基的形成則會增加聚合物對鈣離子的敏感性。

低分子量的聚丙烯酸和低分子量的苯乙烯磺酸和順丁烯二酸酐的共聚物在很多鉆井液和封隔液中應該是滿意的稀釋劑，但它們并不是在任何情況下都保持深井中所必需的分散性。特別是在液體中含有大量溶解鈣，例如鉆井泥漿是石膏或石灰泥漿或是被水泥或硬石膏污染的泥漿時，就會發生問題。