本發(fā)明屬于石油勘探開發(fā)，具體涉及一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、隨著常規(guī)油氣資源的逐漸衰竭，重油、油砂、頁巖油、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣資源日益成為開發(fā)的熱點。我國深層及超深層油氣資源分布范圍廣、儲量大，將成為緩解我國能源供需矛盾的主要后備能源。我國深部儲層(塔里木、四川、渤海灣等)普遍深度超過6000m，最深近9000m，井底溫度180-260℃。超深井具有溫度壓力高、地質(zhì)條件復雜(大多存在鹽膏層)、同一裸眼井段存在多套壓力層系等特點，鉆探過程中往往由于超高溫條件下鉆井液失效引發(fā)井塌、卡鉆、井漏、井噴等重大安全事故，導致鉆井成本居高不下，并容易造成儲層損害，對深層及超深層油氣開發(fā)造成重大影響。

2、現(xiàn)有技術(shù)中已有關(guān)于水基鉆井液降濾失劑的報道，如中國專利文獻cn113549431a公開了一種具有高抑制性的耐高溫水基鉆井液降濾失劑及其制備方法，降濾失劑是由下述重量配比的原料制成的：腈綸絲，氫氧化鉀，褐煤，焦亞硫酸鈉，甲醛，丙烯酸鈉，二甲基二烯丙基氯化銨，氯化鉀，雙氧水和水。將腈綸絲、氫氧化鉀加入水中，85-100℃反應2-4h；再加入褐煤、焦亞硫酸鈉、甲醛、丙烯酸鈉、氯化鉀，在85-95℃下反應1□3h；加入雙氧水、二甲基二烯丙基氯化銨，反應20-50min。降溫，將產(chǎn)物取出，烘干、粉碎，即得。它能抗180℃高溫、抗飽和鹽水和海水，能有效降低鉆井泥漿濾失量，從而解決了深井、超深井鉆井中的泥漿抗溫、抗鹽的問題，同時能夠抑制粘土的水化膨脹，有利于頁巖地層的穩(wěn)定。但是其僅可于180℃高溫下具有降濾失性能，在井溫超過180℃后具有極大的應用局限性。

3、中國專利文獻cn113150754a公開了一種抗溫抗鹽水基鉆井液降濾失劑及其制備方法，涉及油田化學技術(shù)領(lǐng)域，公開的降濾失劑是由包含丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-二甲基丙磺酸、兩性離子單體的原料在引發(fā)劑作用下共聚生成，兩性離子單體為n,n-二甲基-n-(3-磺基丙基)-4-乙烯基芐基銨內(nèi)鹽、n,n-二乙基-n-(3-磺基丙基)-4-乙烯基芐基銨內(nèi)鹽、n,n-二甲基-n-(3-磺基丁基)-4-乙烯基芐基銨內(nèi)鹽、n,n-二乙基-n-(3-磺基丁基)-4-乙烯基芐基銨內(nèi)鹽中的一種或多種。本發(fā)明的濾失劑中兩性離子單體含有數(shù)量相等的季銨陽離子與磺酸基，此外還有剛性基團苯環(huán)，使得該發(fā)明降濾失劑抗溫、抗鹽性能好，抗溫達到230℃、抗鹽達到飽和氯化鈉36％。但是其僅可抗230℃高溫，在井溫超過230℃后具有極大的應用局限性。

4、中國專利文獻cn108264587a公開了一種抗高溫水基鉆井液降濾失劑及其制備方法和應用。該抗高溫水基鉆井液降濾失劑的制備方法包括以下步驟：于反應釜中加入苯乙烯、馬來酸酐和丙烯酰胺三種單體，攪拌溶解并通入惰性氣體加熱升溫，然后加入引發(fā)劑和交聯(lián)劑，恒溫攪拌反應得到黃褐色固體狀反應物，冷卻干燥后得到黃褐色固體粉末；將黃褐色固體粉末置于油相中，攪拌并加熱升溫，然后加入磺化劑，恒溫反應得到黃褐色粘稠膠狀反應物，冷卻后利用堿進行中和，有機溶劑進行洗滌，干燥粉碎后得到黃褐色固體粉末，即為該抗高溫水基鉆井液降濾失劑。該降濾失劑具有合成過程廢棄物少，對環(huán)境污染小，抗溫達200℃、降濾失性能良好等優(yōu)點。但是其僅在200℃以下的井溫環(huán)境中具有良好的降濾失性能，亦具有應用局限性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑，抗溫達260℃、抗鹽至飽和，抗鈣20000mg/l。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑的制備方法。

3、本發(fā)明的另一目的在于提供一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑的應用，從根本上解決水基鉆井液在鹽膏層及超高溫環(huán)境中流變和濾失性能惡化的難題，具有良好的應用前景。

4、為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

5、一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑，由不飽和單體發(fā)生共聚反應得到，所述不飽和單體為酰胺類單體、磺酸類單體、吡啶類單體和n-乙烯基己內(nèi)酰胺，所述酰胺類單體、磺酸類單體、吡啶類單體和n-乙烯基己內(nèi)酰胺的摩爾比為4-8:1-3:1-3:1-3。

6、所述酰胺類單體為丙烯酰胺、n-乙烯基-ε-己內(nèi)酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n-(4-溴苯基)丙-2-烯酰胺、n-烯丙基對甲苯磺酰胺、2,2,2-三氯乙酰胺烯丙酯、丙-2-烯-1-磺酰胺、n-烯丙基-2-氯乙酰胺、n-(烯丙氧基)-2-硝基苯磺酰胺、二烯-3-氨基-7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸酰胺或n-(3-烯丙基吡啶-4-基)新戊酰胺。

7、所述磺酸類單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸鈉、乙烯基磺酸二甲胺、烯丙基乙烯基磺酸、苯乙烯基磺酸、甲基丙烯磺酸或烯丙基磺酸。

8、所述吡啶類單體為4-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-乙烯吡啶、2-氟-4-乙烯基吡啶、3-氟-5-乙烯基吡啶、3-溴-5-乙烯基吡啶、4-氯-2-乙烯基吡啶、5-溴-2-乙烯基吡啶、6-乙烯基吡啶甲醛、2-甲基-6-乙烯基吡啶、4-甲基-2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-烯基吡啶、1-(3-磺丙基)-2-乙烯基吡啶氫氧化物內(nèi)鹽或1-甲基-2-乙烯基吡啶三氟甲基磺酸酯。

9、由不飽和單體n,n-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、4-乙烯基吡啶、n-乙烯基己內(nèi)酰胺發(fā)生聚合反應得到。

10、一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑的制備方法，包括以下步驟：

11、步驟1)將配方量的磺酸類單體溶于水中，用naoh溶液調(diào)節(jié)溶液的ph值至中性，得到磺酸類單體溶液；

12、步驟2)將配方量的酰胺類單體、吡啶類單體、n-乙烯基己內(nèi)酰胺和磺酸類單體溶液加入裝有水的反應容器中；

13、步驟3)在氮氣保護下及攪拌條件下，在容器中加入引發(fā)劑，55-65℃進行自由基聚合反應，反應時間為2-3h；

14、步驟4)自由基聚合反應結(jié)束后用透析袋將產(chǎn)物提純后在45-55℃條件下真空干燥6-8小時后粉碎，即得目標產(chǎn)物；

15、其中，酰胺類單體、磺酸類單體溶液、吡啶類單體和n-乙烯基己內(nèi)酰胺的總質(zhì)量百分比為20％，水的質(zhì)量百分比為80％；引發(fā)劑的用量為目標產(chǎn)物質(zhì)量的0.05％。

16、所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合物，兩者的質(zhì)量比為1:1。

17、一種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑在制備水基鉆井液中的應用。

18、降濾失劑的質(zhì)量百分比為1-2％。

19、本發(fā)明的有益效果是：

20、本發(fā)明提供的這種抗超高溫水基鉆井液降濾失劑，分子結(jié)構(gòu)中主鏈為c-c鍵，側(cè)鏈為剛性較強的環(huán)狀官能團、強吸附性的酰胺基團及強親水性的磺酸基團，其鍵能較大，在超高溫及高鹽鈣環(huán)境中不易分解及失效。由于晶格取代作用，黏土顆粒表面帶負電，降濾失劑在靜電作用和氫鍵的作用下吸附在黏土顆粒表面，形成黏土顆粒和降濾失劑大分子的空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，增大了黏土顆粒的水化膜厚度、zeta電位(絕對值)及黏土顆粒之間的斥力，使黏土顆粒不易聚結(jié)，在鉆井液中保持了一定的分散性，形成粒徑較小的黏土顆粒，從而在壓差作用下形成致密的、低滲透率的濾餅，有效降低了鉆井液的濾失量。

21、本發(fā)明抗超高溫水基鉆井液降濾失劑具有優(yōu)異的增粘、耐鹽鈣、耐超高溫及降濾失性能，可以應用于超高溫深井、超深井及鹽膏地層；實驗證明，本發(fā)明抗超高溫水基鉆井液降濾失劑耐溫可達260℃，抗鹽至飽和，抗鈣20?000mg/l。

22、本發(fā)明抗超高溫水基鉆井液降濾失劑能在超高溫、高鹽鈣環(huán)境下有效吸附在黏土顆粒表面，增大其水化膜厚度，形成致密的泥餅，降低泥餅的滲透率，從而減少濾失量，其應用于深井、超深井及鹽膏層中具有良好的降濾失性能。具有較好的黏彈性及剪切稀釋性，有利于懸浮和攜帶巖屑，清潔井眼，增強井壁穩(wěn)定性。