[其他]鉆井液的分散劑以及含分散劑的鉆井液

無效

• 申請號: 86102915
• 申請日: 1986-04-26
• 公開（公告）號: CN86102915A
• 公開（公告）日: 1986-11-19
• 發明（設計）人: 扎奎克·奧倫格
• 申請（專利權）人: 羅納·布郎克公司化學部
• 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: 吳大建,全菁

本發明是關于用丙烯酸共聚物作為含水鉆井泥漿的分散劑。

本發明也包括含分散劑的鉆井泥漿，這些泥漿特別適合于中等的和深度的鉆井，在這種區域或區段鉆井所碰到的困難有地熱、固體物、以及對環境有害的有毒物質等因素。

大家知道，石油和天然氣的鉆井是用旋轉鉆井方法，所用的液體的作用是保證工作面上形成的挖方能夠提升。這種液體在壓力下從鉆柱軸引入，穿過鉆頭頂部而后上升，進入由上述的鉆柱和鉆孔二者所限定的環形空間中。液體同時還保證了鉆頭頂部的冷卻、油井壁的密封、并通過流體靜壓力保持內部壓力的平衡。

含水鉆井液或鉆井泥漿通常是一種包含不同物質的含水懸浮液，所含的物質用來提供某些物理的和化學的特性。

這些物質是：

-增粘劑：選擇不溶于水的膨潤土，在水中的電介質的作用下可與一種或幾種增粘聚合物結合;

-分散劑或稀釋劑;

-也可以有一種泥漿濾的還原劑，如低分子量的羧甲基纖維素或者淀粉;

-也可以有一種增重劑，如重晶石。

水可以是軟水、海水、或鹵水。

專業人員所關心的主要問題之一，是如何在整個鉆井循環過程和必要的循環停止過程中構成一個流變特性穩定的系統（粘度-切力屈服點-觸變性）。隨著鉆井的進行和挖方提升的遞增，由于粘土顆粒的絮凝或聚集，高含量的固體污染物使粘度增大，循環系統中的壓力則變得更高。

為了降低粘度，或者是為了至少限制粘度的增大并抑制粘土的絮凝，在鉆井液中加入了減粘劑（分散劑或稀釋劑）。

在油井內，隨著鉆井深度的增加，可能會遇到相當高的溫度。因而，添加物具有足夠的熱穩定性是十分必要的。從節約的原則出發，顯然希望加入低劑量的添加物能同樣有效。

作為鉆井泥漿的分散劑的多磷酸鹽，由于當溫度超過70℃時便不穩定，所以不能令人滿意。褐煤衍生物和木素磺酸鹽較不易受熱分解。但是，褐煤的效能受到電介質污染的限控（尤其是氯化鈉和鈣鹽），這些電介質將使之發生沉淀。木素磺酸鉻和鐵-鉻的木素磺酸鹽同時用來作為泥漿濾的分散劑和還原劑。在鈣鹽存在下而且溫度高達150℃時上述磺酸鹽仍然有效，但由于其中含有有毒物質鉻，使其應用越來越受到限制。

在其它推薦用作為鉆井泥漿的分散劑中，可以舉出一些聚合物，如分子量很低的丙烯酸均聚物（美國專利US-A????3，764，530），以及馬萊酸和苯乙烯砜的共聚物（美國專利US-A3，730，900）。

我們已找到一些可用作鉆井液分散劑的物質。這些分散劑無毒性，對鹽質環境不敏感，在低濃度時具有優良的效能，而且在溫度達到或超過150℃時仍然穩定。

本發明的目的在于含水鉆井泥漿中使用低分子量的水溶性丙烯酸共聚物作為分散劑。這種分散劑是由75～99克分子%的丙烯酸和/或甲基丙烯酸，與1～25克分子%的可溶于水的烯丙基-和/或甲代烯丙基磺酸共聚而得。

這些共聚物可以通過使丙烯酸和/或甲基丙烯酸的水溶液與烯丙基和/或甲代烯丙基磺酸的堿金屬鹽，尤其是鈉鹽或銨鹽一起，行自由基聚合反應而得到。也可以用例如雙氧水作為催化劑以促進自由基的形成，在少量的銅鹽存在下與異丙醇結合使用，銅鹽可代之以一定量的硫酸羥胺;或者可用雙氧水和鐵鹽（硫酸鐵）及硫酸羥胺;或者可用與乙酸同時存在的過硫酸鈉或過硫酸銨。

所得到的聚合物溶液可以直接用作為鉆井泥漿的分散劑，也可以按一般熟悉的方法進行濃縮，共聚物也可以是粉狀的絕緣物質。

本發明優先采用的一種聚合物是用含有丙烯酸和甲基丙烯酸的單體混合物制得的一種共聚物。丙烯酸與甲基丙烯酸的克分子比應在0.15/1與6/1之間，若在0.3/1和4/1之間則更好，若在1/1和2/1之間則最好。

所得到的共聚物的分子量在500與10000之間，更好是在2000與6000之間。

將分散劑添加到構成泥漿的各成分中去，其方法是已知的技術。分散劑的量在每立升泥漿中不超過0.01克（干燥提取物）即可有效。一般摻合量對于每升泥漿來說在0.05與1克之間。摻合量也可以更高，例如按情況，用量可高達10克。摻合量的最佳范圍為0.1～0.4克/升。

下面舉例說明本發明。

例1

分散劑的制備

制備二種溶液：

溶液A

脫鹽水????350克

醋酸銅????0.5克

甲代烯丙基磺酸鈉????5克

異丙醇????50克

溶液B

脫鹽水????450克

丙烯酸????230克

甲基丙烯酸????230克