本發(fā)明涉及油田鉆井液，尤其涉及一種攜砂劑及其制備方法與水基鉆井液。
背景技術(shù)：
1、鉆井液是鉆井過程中使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)，可分為水基鉆井液、油基鉆井液和氣體鉆井液。水基鉆井液具有成本低廉、維護簡單、處理劑廣泛、性能易調(diào)控、保護油氣層等優(yōu)點，是油田鉆井中常用的鉆井液體系。在大斜度井段、水平井段，鉆井液的靜態(tài)懸砂和動態(tài)攜巖能力是一個難點。在鉆具組合、井眼軌跡設(shè)計等鉆井參數(shù)一定的前提下，受地面機組額定功率的限制，為實現(xiàn)水平井段的最大延伸，就要在低密度、低排量、低返速條件下實現(xiàn)高效攜巖，保持井眼清潔，盡可能的降低鉆具摩阻扭矩，降低總循環(huán)壓耗。鉆井液攜巖、清砂是鉆井工程中必不可少研究對象之一。
2、目前在鉆井現(xiàn)場常用的工藝技術(shù)手段是通過泵入重漿、稠漿、纖維清砂液(較少使用)進行循環(huán)舉砂。但該技術(shù)手段存在較大的弊端：①對原井漿的性能造成不利影響，大分子聚合物的增加，造成井漿粘切增大，特別是在高密度井漿中使用影響更為嚴(yán)重；②誘發(fā)井壁失穩(wěn)，在窄密度窗口井段使用重漿，外力作用下導(dǎo)致地層應(yīng)力釋放，造成井壁垮塌；③使用效果較差，達不到清潔井眼的目的，將稠漿泵入至裸眼水平井段，攜砂液在水平段的流型多數(shù)為層流，達不到紊流的攜巖、清砂的效果或者只能夠使巖屑運移至一定距離并不能夠攜帶出來；④不可降解的纖維堵塞環(huán)空或鉆具水眼，井下工具或環(huán)空尺寸間隙較小易堵塞間隙或孔道。
3、聚乙烯醇是一種水溶性聚合物，其分子中含有大量的羥基，使其易溶于水中，具有優(yōu)良的成膜性、粘合力、混溶性及耐化學(xué)性。聚乙烯醇雖然可以形成凝膠，但本身機械強度不夠、力學(xué)性能差，應(yīng)用于攜砂劑中攜砂能力不夠突出。
4、現(xiàn)有的攜砂劑存在對原井漿的性能造成不利影響、誘發(fā)井壁失穩(wěn)，使用效果較差，不可降解的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種攜砂劑及其制備方法與水基鉆井液。
2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種攜砂劑，以質(zhì)量份計，該攜砂劑的原料包括：聚乙烯醇1-16000份、木質(zhì)素1-1000份、交聯(lián)劑1-8份、水10-270份。
3、在上述攜砂劑中，所述聚乙烯醇和木質(zhì)素可交聯(lián)形成高機械強度的凝膠攜砂劑，提高攜砂劑的增稠能力和抑制能力。
4、在上述攜砂劑中，所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2688、聚乙烯醇2699中的一種或兩種以上的組合。
5、在上述攜砂劑中，本發(fā)明采用的木質(zhì)素相比于石油基原料具有廉價易得、環(huán)境友好等特點，制得的攜砂劑低成本、環(huán)境友好。木質(zhì)素還具有良好的生物降解性、價格低廉，可大幅度降低生產(chǎn)成本。
6、在上述攜砂劑中，所述木質(zhì)素為經(jīng)過堿處理的木質(zhì)素、可稱為堿木質(zhì)素。經(jīng)過堿改性的木質(zhì)素中木質(zhì)素單體斷裂為小片、并且木質(zhì)素分子結(jié)構(gòu)的甲氧基被脫除，溶出為堿木質(zhì)素。堿木質(zhì)素反應(yīng)活性較高、分子量較低且具有較好疏水性。經(jīng)過堿處理的木質(zhì)素的分子量為1000-2000g/mol。
7、在上述攜砂劑中，所述堿處理的方法包括：將木質(zhì)素與堿溶液混合，反應(yīng)，過濾，調(diào)節(jié)ph值為2-3，得到所述木質(zhì)素的溶液。
8、在上述堿處理的方法中，所述堿溶液的ph值為10-13。
9、在上述堿處理的方法中，所述反應(yīng)的溫度可以是90-120℃，例如90℃、100℃、110℃、120℃、等具體值以及以上述具體值中的任意兩個為端點的范圍。所述反應(yīng)的時間可以為20-30h、例如24h。
10、在上述攜砂劑中，上述堿處理的方法可以具體包括：將木質(zhì)素與堿溶液混合、使木質(zhì)素充分溶解在ph值為10-13的堿溶液中形成混合溶液，反應(yīng)，將該混合溶液過濾、去除不溶性雜質(zhì)，然后將濾液的ph值調(diào)節(jié)至2-3，離心(轉(zhuǎn)速可為8000rpm)，將離心沉淀去離子水洗三次，干燥，得到所述木質(zhì)素。
11、在上述攜砂劑中，通過控制木質(zhì)素的添加比例，可以調(diào)控攜砂劑的機械能力，實現(xiàn)抗剪切能力的有效調(diào)控。在一些具體實施方案中，所述聚乙烯醇和木質(zhì)素的質(zhì)量比一般為1-16000:1-1000，進一步可以控制為300-2000:12-220。
12、在上述攜砂劑中，所述交聯(lián)劑可以包括戊二醛交聯(lián)劑。通過采用戊二醛等交聯(lián)劑，可使木質(zhì)素和聚乙烯醇交聯(lián)形成的凝膠具有交聯(lián)密度高、交聯(lián)強度高的特點。
13、在上述攜砂劑中，所述交聯(lián)劑與所述聚乙烯醇的質(zhì)量比可以為1-8:300-2000。
14、在上述攜砂劑中，所述水與聚乙烯醇的質(zhì)量比一般為10-270:1-16000，進一步可以控制為20-270:300-2000、10-200:300-2000。
15、在一些具體實施方案中，以質(zhì)量份計，所述攜砂劑的原料可以包括：聚乙烯醇300-2000份，木質(zhì)素12-220份，交聯(lián)劑1-8份，水20-270份。
16、本發(fā)明得到的上述攜砂劑可以作為木質(zhì)素改性的聚乙烯醇攜砂劑。
17、本發(fā)明還提供了上述攜砂劑的制備方法，該制備方法包括：將聚乙烯醇、木質(zhì)素溶解于水中，加入交聯(lián)劑進行反應(yīng)，得到所述攜砂劑。
18、在上述制備方法中，所述反應(yīng)的溫度可以控制為70-90℃，具體可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃等具體值以及以上述具體值中的任意兩個為端點的范圍。
19、在上述制備方法中，所述反應(yīng)的時間可以控制為30min-40min，具體可以是30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min、40min等具體值以及以上述具體值中的任意兩個為端點的范圍。
20、在上述制備方法中，所述聚乙烯醇和木質(zhì)素溶于水中形成混合溶液，可以將該混合溶液加熱至80-90℃，促進木質(zhì)素溶解。
21、本發(fā)明提供的上述制備方法原料種類簡單且來源廣泛，生成操作簡便、反應(yīng)條件溫和，制備的產(chǎn)品性能優(yōu)異，便于規(guī)模化生產(chǎn)推廣應(yīng)用。
22、本發(fā)明還提供了一種水基鉆井液，其由上述攜砂劑制成。利用上述攜砂劑制成的水基鉆井液可以在高溫鉆井環(huán)境中也保持較高的黏度和機械能力，具有較高的抗剪切能力和抑制能力。
23、本發(fā)明的有益效果在于：
24、1、本發(fā)明提供的攜砂劑通過木質(zhì)素與聚乙烯醇共混交聯(lián)聚合，能夠有效提高攜砂劑的機械性能、抗剪切能力和抑制能力。
25、2、常規(guī)的聚乙烯醇攜砂劑在高溫鉆井環(huán)境中會出現(xiàn)黏度大幅度下降甚至降解的情況、導(dǎo)致攜砂能力大打折扣。本發(fā)明提供的攜砂劑能夠耐受高溫鉆井環(huán)境，可以在80℃保持高于聚乙烯醇的黏度和機械性能，提高攜砂劑在高溫的攜砂能力。
26、3、本發(fā)明提供的攜砂劑具有良好的降解能力，可避免攜砂劑堵塞鉆具或者孔道的問題。
1.一種攜砂劑，以質(zhì)量份計，該攜砂劑的原料包括：聚乙烯醇1-16000份、木質(zhì)素1-1000份、交聯(lián)劑1-8份、水10-270份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂劑，其中，所述交聯(lián)劑包括戊二醛交聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂劑，其中，所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2688、聚乙烯醇2699中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂劑，其中，所述木質(zhì)素為經(jīng)過堿處理的木質(zhì)素，所述堿處理的方法包括：將木質(zhì)素與堿溶液混合，反應(yīng)，過濾，調(diào)節(jié)ph值為2-3，得到所述木質(zhì)素的溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攜砂劑，其中，所述經(jīng)過堿處理的木質(zhì)素的分子量為1000-2000g/mol。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攜砂劑，其中，所述堿溶液的ph值為10-13。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂劑，其中，所述聚乙烯醇和木質(zhì)素的質(zhì)量比為300-2000:12-220。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜砂劑，其中，所述交聯(lián)劑與所述聚乙烯醇的質(zhì)量比為1-8:300-2000。
9.權(quán)利要求1-8任一項所述的攜砂劑的制備方法，該制備方法包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述反應(yīng)的溫度為70-90℃，所述反應(yīng)的時間為30min-40min。
11.一種水基鉆井液，其由權(quán)利要求1-8任一項所述的攜砂劑制成。