[發(fā)明專利]一種含氟油基鉆井液提切劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210054648.8
• 申請(qǐng)日: 2012-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103289657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹杰;郭保雨;邱正松;宮新軍;王寶田;王彥玲;何興華;郭祥鵑;蔣莉;劉佑云;肖黨林;肖林通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工程技術(shù)公司
• 主分類號(hào): C09K8/035
• 分類號(hào): C09K8/035;C09K8/32;C08F220/18;C08F220/24
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 謝省法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含氟油基鉆井液提切劑，另外還涉及它的制備方法。

背景技術(shù)

油基鉆井液具有抑制性強(qiáng)，抗腐蝕，抗污染，潤(rùn)滑性好，井壁穩(wěn)定性好，抗溫性能好及保護(hù)油層等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。切力是決定油基鉆井液性能的關(guān)鍵流變性參數(shù)之一，直接影響到攜巖、防沉降、當(dāng)量循環(huán)密度、激動(dòng)和抽吸壓力等，只有適當(dāng)控制切力并保持穩(wěn)定，才能成功鉆探復(fù)雜井，尤其是深海井、高溫高壓井和安全窗口窄的井眼。在油基鉆井液使用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)體系的切力往往偏小，尤其在需要控制塑性粘度的條件，切力的提高十分困難，這將導(dǎo)致重晶石沉降，可能形成巖屑床，嚴(yán)重影響到實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鉆進(jìn)。目前，人們主要通過(guò)在油基鉆井液中添加有機(jī)土、小分子有機(jī)土激活劑、聚酰胺或者聚醚化合物來(lái)提高體系的切力，這些提切劑具有諸多不足，如某些提切劑提高體系的塑性粘度過(guò)多、某些提切劑耐溫性能不夠、某些提切劑僅適合于全油基體系等等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的之一是提供一種原料易得，分子量容易控制，對(duì)體系的塑性粘度影響較小，提切效果明顯，與其他鉆井液處理劑配伍性較好，使用安全的含氟油基鉆井液提切劑；目的之二是提供制備工藝簡(jiǎn)單易行，單體轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)單的制備方法。

本發(fā)明的目的之一可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

它的結(jié)構(gòu)式為：

式中，a為20～500，b為1～50，m為4～30，n為2～10，p為4～20。

本發(fā)明的目的之二可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

該制備方法按如下配比和步驟進(jìn)行：

a、將10～300g的丙烯酸酯（AE）和0.1～60g的全氟烷基乙基丙烯酸酯（PFA）加入到1L的二甲亞砜（DMSO）溶劑中，室溫下攪拌至完全溶解，加入到裝有攪拌器、冷凝管、通氮?dú)夤芎蜏囟扔?jì)的四口反應(yīng)容器中；

b、向步驟a的溶解液中加入0.1～10g的引發(fā)劑偶氮二異丁腈（AIBN），攪拌至溶解，然后置于25^oC恒溫水浴中，攪拌并通入氮?dú)?5-35min；

c、將步驟b的溶液溫度升至50～80℃，反應(yīng)時(shí)間為4～36h，反應(yīng)容器上接回流冷凝管，在回流冷凝管的上端加一只無(wú)水氯化鈣干燥管，反應(yīng)終止，得聚合物溶液；

d、將步驟c的聚合物溶液置入無(wú)水丙酮與無(wú)水乙醚體積比為1:1的混合溶液中，沉淀物經(jīng)干燥、粉碎，得含氟油基鉆井液提切劑產(chǎn)品粉末。

本發(fā)明的目的之二可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

a步驟中所述的丙烯酸酯結(jié)構(gòu)式為：

式中，m為4～30。

a步驟中所述的全氟烷基乙基丙烯酸酯結(jié)構(gòu)式為：

式中，n為2～10，p為4～20。

a步驟中丙烯酸酯的濃度為50～150?g/L，全氟烷基乙基丙烯酸酯的濃度為2～15?g/L；b步驟中偶氮二異丁腈的濃度為0.5～8?g/L；c步驟中反應(yīng)溫度為55～65^oC，反應(yīng)時(shí)間為8～24?h；所述的丙烯酸酯用丙烯酸十二烷酯代替；所述的全氟烷基乙基丙烯酸酯用全氟十二烷基乙基丙烯酸酯代替。

以上技術(shù)方案是采用自由基聚合的方法，選擇二甲亞砜（DMSO）為溶劑，以偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，選擇丙烯酸酯（AE）為親油單體，全氟烷基丙烯酸酯（PFA）為含氟功能單體，在單一溶劑二甲亞砜中共聚反應(yīng)，待聚合完畢，將產(chǎn)品倒入相同體積比的無(wú)水乙醚和無(wú)水丙酮的混合溶劑中，沉淀出固體，干燥、粉碎，得到含氟提切劑產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果包括：

（1）原料易得，制備工藝簡(jiǎn)單易行，使用安全，儲(chǔ)存方便。

（2）使用二甲亞砜為共溶劑，反應(yīng)條件溫和，在稍高于室溫下即可成功引發(fā)聚合，單體轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)單。

（3）提切劑分子量容易控制，對(duì)于體系的塑性粘度影響很小。

（4）提切劑通過(guò)分子中的含氟單元之間的相互作用力，在體系中可以形成分子間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提切效果明顯。

（5）提切劑與其他鉆井液處理劑配伍性良好。

上述諸多特點(diǎn)表明，本發(fā)明適合工業(yè)化生產(chǎn)，并且具有廣泛的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不僅限于此。

實(shí)施例1：