鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，采用乳液聚合方法對丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸三種單體進行共聚得到共聚物后堿性條件下進行水解，沉淀干燥得到降濾失劑，該降濾失劑熱穩定性較好，抗溫能力強，加入0.5％-1％抗高溫降濾失劑后，在淡水、鹽水、復合鹽水和飽和鹽水鉆井液體系中均有良好的降濾失效果；本發明還提供一種上述鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑的乳液聚合方法。該聚合方法的聚合速率和聚合度都較原有聚合方法有明顯提高，反應時間也明顯縮短，在保證產品性能的前提下降低了生產成本。
【專利說明】鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油天然氣鉆井領域，特別是涉及一種鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 降濾失劑是油氣田作業中重要的一類鉆井液添加劑。隨著勘探開發向深度地層發 展，深井、超深井的數量越來越多，井底溫度也越來越商，這對鉆井液能否維持穩定的性能 帶來了極大的挑戰。盡管油基鉆井液具有耐溫能力高和潤滑性能好等優點，但它同時存在 污染比較嚴重和成本較高的問題，且安全風險大，因此抗高溫水基鉆井液的發展備受重視。 抗高溫水基鉆井液的關鍵是抗高溫的處理劑，尤其是高溫條件下性能穩定的降濾失劑。
[0003] 目前，鉆井液常用的抗高溫降濾失劑中2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)共 聚物降濾失劑最為引人注目，耐溫耐鹽性好，但是不能兼顧流變性。此外，目前文獻報道的 抗高溫降濾失劑大多用溶液聚合的方法合成，反應速率低，聚合時間長，產品加量大，大大 增加了生產成本。武玉民等報道了一種利用溶液聚合制備的耐溫抗鹽降濾失劑AMPS/AM/IA 共聚物及其在淡水、鹽水、復合鹽水和飽和鹽水鉆井液體系中降濾失效果的性能測試，但是 從實際生產角度考慮，單體原料AMPS的價格要比其他單體的價格高3-5倍，配方中的AMPS 所占比例達到30%，反應時間為6h，所制備出的降濾失劑在鉆井液中的添加量為1.2%，因 此生產成本較高。
[0004] 由此可見，研究出成本低，熱穩定性較好，抗溫能力強，并且在淡水、鹽水、復合鹽 水和飽和鹽水鉆井液體系中均有良好的降濾失效果的降濾失劑更有利于推廣和應用。
【發明內容】
[0005] 本發明的一個目的是提供一種鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，該降濾失劑熱穩定 性較好，抗溫能力強，在淡水、鹽水、復合鹽水和飽和鹽水鉆井液體系中均有良好的降濾失 效果。
[0006] 本發明的另一個目的是提供一種上述鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑的制備方法， 即采用乳液聚合的方法。該聚合方法的聚合速率和聚合度都較原有聚合方法有明顯提高， 反應時間也明顯縮短，在保證產品性能的前提下降低了生產成本。
[0007] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
[0008] -種鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，由以下重量份的混合物反應得到：
[0009] 丙烯酰胺 25-30份； 2-丙烯酸胺埔-2-T1.接丙磺酸 20-25份； 衣康酸 10-15份； ?-烯丙梂烷墻酚聚栻乙烯醚（10)硫酸銨 1-2份； 去離子水 130-140份； 絡合劑 2-3份； 引發劑 2-3份 水解劑 5-6 鏈轉移劑 1-2#;
[0010] 其中，a-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚（10)硫酸銨為乳化劑，三種單體以水為溶劑 在乳化劑的作用下，發生乳液聚合。
[0011] 三種共聚單體及乳化劑的結構式如下：
[0012] (1) 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS) (2)丙烯酰胺（AM)
[0013]
【權利要求】
1. 一種鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，由以下重量份的組分反應得到： 丙烯_胺 25-30份； 2-丙烯酰胺基-2-平基丙磺酸 20-25份； 衣康酸 10-15份； a-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚（10)硫酸銨 1-2份； 去離子水 130-140份； 絡合劑 2-3份^ 弓丨發劑 2-3份； 水解劑 5-6份； 鏈轉移劑 1-2份-
2. 根據權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述絡合劑為 濃度5wt %的EDTA溶液。
3. 根據權利1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述引發劑為水溶 性的氧化-還原體系引發劑。
4. 據權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述氧化劑為過 硫酸鉀或過硫酸銨，而還原劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉中的一種。
5. 根據權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述水解劑為 強堿或顯堿性的鹽。
6. 根據權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述鏈轉移劑 為脂肪族醇。
7. 根據權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑，其特征在于，所述脂肪族醇 為正丁醇、異丙醇、1，4-丁二醇中的一種。
8. -種制備如權利要求1所述的鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑的制備方法，其特征 在于，所述方法包括下述步驟： (1) 將所述α-烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚（10)硫酸銨加入盛有所述去離子水的燒杯 中，攪拌至完全溶解，再加入所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和衣康酸三種單 體于燒杯中，攪拌，得到混合溶液； (2) 將步驟1)得到的混合溶液加入反應器中，再加入絡合劑，不斷攪拌混合溶液，通氮 氣保護30min-40min，同時開始給所述混合溶液加熱升溫； (3) 當升溫至50-55°C時，加入所述引發劑引發乳液聚合，反應時間為4h-5h，停止反 應； (4) 向反應器溶液中加入所述水解劑和鏈轉移劑，充分攪拌至混合液為均一狀態，得到 粘桐液體； (5) 將步驟（4)得到的粘稠液體用無水乙醇洗滌，得到白色沉淀，將所得沉淀干燥、粉 碎后，即得到鉆井液用耐高溫耐鹽降濾失劑。
【文檔編號】C08F2/38GK104263329SQ201410484065
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】田惠, 黃峰, 王野, 張國興, 崔福員 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司