中国石油大学(华东)刘敬平获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种万米深地油气固壁型水基钻井液及其制备方法与应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119264883B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411804117.5,技术领域涉及:C09K8/24;该发明授权一种万米深地油气固壁型水基钻井液及其制备方法与应用是由刘敬平;孙元伟;孙金声;吕开河;李美春;王金堂;金家锋;张泰丰;徐哲;黄宁;严涵设计研发完成,并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种万米深地油气固壁型水基钻井液及其制备方法与应用在说明书摘要公布了:本发明提供了一种万米深地油气固壁型水基钻井液及其制备方法与应用,属于钻井液技术领域。本发明的万米深地油气固壁型水基钻井液由如下重量份原料组成:水100份、改性黏土提切剂1‑5份、疏水缔合聚合物流型调节剂2‑4份、封堵剂3‑8份、超支化聚合物降滤失剂2‑5份、胶结封堵型固壁剂1‑3份。本发明还提供了上述钻井液的制备方法。本发明中流型调节剂、封堵剂、降滤失剂、固壁剂等组分相互配合协同增效,使钻井液能在240℃、饱和盐的条件下长时间保持良好的流变、滤失、封堵和抑制性能,起到强固壁效果,能有效维持万米深地油气井井壁稳定,防止井塌、井漏、井喷等钻井复杂的发生,可以用于万米深地油气井钻探中。
本发明授权一种万米深地油气固壁型水基钻井液及其制备方法与应用在权利要求书中公布了:1.一种万米深地油气固壁型水基钻井液,其特征在于,包含如下重量份的原料:水100份、改性黏土提切剂1-5份、疏水缔合聚合物流型调节剂2-4份、封堵剂3-8份、超支化聚合物降滤失剂2-5份、胶结封堵型固壁剂1-3份; 所述改性黏土提切剂按照下述方法制备得到: 1将镁铝水滑石和1:1型黏土矿物混合,加入乙醇水溶液中,得到分散液;所述镁铝水滑石为碳酸根型镁铝水滑石;所述1:1型黏土矿物为二八面体云母和二八面体蒙皂石以1:1规则间层组成的累托石;所述镁铝水滑石与1:1型黏土矿物的质量比为0.1-0.3:1; 2向步骤1所得分散液中加入十六烷基三甲基溴化铵和二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺,搅拌均匀后,在氮气保护下升温至反应温度,加入引发剂,在氮气保护下进行恒温反应;反应完成后,经离心、洗涤、干燥、粉碎,得到改性黏土提切剂;所述十六烷基三甲基溴化铵的质量为分散液质量的0.3-0.8%;所述二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺的质量为分散液质量的0.5-1.5%;所述反应温度为55-65℃,所述恒温反应的时间为6-8h;所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾,所述引发剂的质量为分散液质量的0.001-0.01%; 所述疏水缔合聚合物流型调节剂按照下述方法制备得到: I将烷基取代丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-2-甲基丙-2-烯酰氧基乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、长链烷基二甲基烯丙基氯化铵和2-甲基-1-乙烯基咪唑加入水中,搅拌至分散均匀,得到单体溶液;所述烷基取代丙烯酰胺为N,N-二乙基丙烯酰胺;所述长链烷基二甲基烯丙基氯化铵为十八烷基二甲基烯丙基氯化铵;所述烷基取代丙烯酰胺、3-[N,N-二甲基-[2-2-甲基丙-2-烯酰氧基乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、长链烷基二甲基烯丙基氯化铵和2-甲基-1-乙烯基咪唑的摩尔比为1:0.2-0.4:0.05-0.15:0.05-0.15; II向步骤I所得单体溶液中通入氮气,升温至第一温度,加入苯基三乙氧基硅烷,搅拌至溶解后,升温至第二温度,加入偶氮二异丁基脒盐酸盐和亚硫酸氢钠引发反应,通氮气进行恒温反应;反应完成后,经洗涤、干燥,得到疏水缔合聚合物流型调节剂;所述第一温度为40-50℃;所述苯基三乙氧基硅烷的质量为单体总质量的0.05-0.15%;所述第二温度为70-80℃;所述恒温反应的时间为4-6h; 所述超支化聚合物降滤失剂按照下述方法制备得到: i在氮气保护下,将三羟甲基丙烷加热熔化;之后加入甲醇钾的甲醇溶液,进行反应;反应完成后,除去多余甲醇,升温至90-100℃,加入缩水甘油,进行恒温反应,得到超支化缩水甘油;所述甲醇钾与三羟甲基丙烷的质量比为0.1-0.2:1;所述缩水甘油与三羟甲基丙烷的质量比为20-30:1; ii将N,N-二甲基丙烯酰胺、3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和步骤ii所得超支化缩水甘油加入水中,在氮气保护,40-45℃下搅拌至完全溶解,再加入硝酸铈铵水溶液,进行反应;反应完成后,向反应液中加入乙醇进行沉淀,离心,所得下层产物经提纯后,得到超支化聚合物降滤失剂;所述N,N-二甲基丙烯酰胺、3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和超支化缩水甘油的质量比为10:4-6:1-3:0.05-0.15;所述硝酸铈铵水溶液的浓度为0.1-0.3wt%,所述硝酸铈铵水溶液与N,N-二甲基丙烯酰胺的质量比为4-6:10;所述反应的温度为60-70℃,所述反应的时间为1-3h; 所述封堵剂按照下述方法制备得到:1称取5份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,加入装有130份水的烧瓶中,搅拌至充分分散,调节PH至7-8,然后加入0.3份十二烷基苯磺酸钠,搅拌至充分分散;2向步骤1的液体中加入1份KH570改性纳米二氧化硅,搅拌10分钟后超声分散30分钟,得到溶液a;3称取15份苯乙烯、2份二乙烯基苯,搅拌至混合充分后,使用NaOH溶液洗去阻聚剂,得到溶液b;4在高速搅拌下,将溶液b逐滴加入溶液a中,再加入0.01份RAFT试剂N,N’-二乙基二硫代氨基甲酸苄酯BDC保持搅拌30分钟;5将步骤4的液体加入烧瓶,保持搅拌,用氮气除氧30分钟;6升温至70℃,加入0.15份引发剂过硫酸钾,通氮气反应6小时;7反应结束后,保持搅拌,停止加热,待温度降至30-40℃后,将内容物倒出烧瓶,所得即为封堵剂;KH570改性纳米二氧化硅由以下方法制得:1取0.3g十二烷基硫酸钠,加入100g水中搅拌15分钟,在机械搅拌下加入10g纳米二氧化硅,超声分散30min;2将上述液体转入三口烧瓶,搅拌条件下滴入1.8gKH570,升温至70℃,搅拌反应7小时;3反应结束降温,将上述液体抽滤,用无水乙醇清洗抽滤得到的固体,烘干后所得即为KH570改性纳米二氧化硅; 所述胶结封堵型固壁剂按照下述方法制备得到:取2.5g改性二氧化硅、15g丙烯酰胺、3.5g丙烯酸、1.5g对苯乙烯磺酸钠、2.5g二甲基二烯丙基氯化铵、0.2g1-乙基-3-二甲基氨基丙基碳酰二亚胺、5g盐酸多巴胺分别加入装有150g水的烧瓶中,搅拌至充分分散;将烧瓶水浴加热至60℃,保持搅拌加热,用氮气除氧30分钟;向烧瓶中加入0.35gV50,维持反应4h;反应结束后将粘稠产物取出,用丙酮洗涤3次,烘干粉碎后即为固壁剂;改性二氧化硅按照下列方法制备:1称取15g纳米二氧化硅加入100g无水乙醇中,磁力搅拌使纳米二氧化硅充分分散,得到分散体系A;2称取1.5gKH570加入100g水无水乙醇体系中,磁力搅拌使KH570充分分散,得到分散体系B,其中,所述水无水乙醇分散体系由水与无水乙醇按体积分数1:9均匀混合制得;3将所述分散体系A和所述分散体系B倒入烧瓶中,用三乙胺调节pH值为8.5,加入0.2重量份吩噻嗪,60℃回流反应4h;4反应结束后将反应产物取出过滤,将粉末状产物用乙醇洗涤后再次过滤,重复洗涤2-3次后,将产物在室温下真空干燥或室温下晾干,即制得改性二氧化硅。
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