[發(fā)明專利]鉆井液增粘劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310061721.9
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103113518A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐昆;宋春雷;譚穎;王丕新;劉暢;路璀閣;李鵬翀
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F220/60;C08F220/54;C08F220/34;C08F220/58;C09K8/035
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆井液增粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著石油及天然氣需求量的不斷擴大，油氣開采已經(jīng)逐漸進入深井、超深井等復(fù)雜地質(zhì)情況的開發(fā)階段。越來越高的井底施工溫度及循環(huán)溫度對石油工業(yè)的相關(guān)助劑提出了耐高溫的實際需求。鉆井液是同油氣地藏首先接觸的外加流體，其性能的優(yōu)劣對于保證井壁穩(wěn)定、提升完井質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用，因此，提高鉆井液的耐高溫性能是目前急需解決的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，主要是通過添加助劑提高鉆井液的耐高溫性能，其中，鉆井液增粘劑是鉆井助劑中最為重要的一種，主要分為天然植物膠和合成高分子兩大類，在保證鉆井液安全施工、攜砂帶屑等方面具有重要作用。然而現(xiàn)有的鉆井液增粘劑如80A-51等，都不能很好的滿足高溫施工需要，大部分增粘劑在高于150℃條件下增粘效果迅速下降，甚至完全消失。

中國專利CN20100593450公開了一種鉆井液抗高溫增粘劑，采用淀粉、瓜爾膠等天然產(chǎn)物和堿性氫氧化物及環(huán)氧化物為主要成分，但是其制備過程中需要加入大量有機溶劑，對環(huán)境帶來不利影響，并且制備的增粘劑無法滿足高于150℃的施工要求；中國專利CN201110184384公開了一種聚丙烯酰胺增粘劑，其具有一定抗鹽、抗鈣性能，但是抗高溫性能不能滿足高溫施工要求；中國專利CN201010172382公開了一種2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸共聚物增粘劑，它可以有效調(diào)節(jié)流型、絮凝包被鉆屑、抑制頁巖水化分散，但是無法滿足高于200℃的施工要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供鉆井液增粘劑及其制備方法，制備的鉆井液增粘劑具有良好的抗高溫增粘性能。

本發(fā)明提供了一種鉆井液增粘劑的制備方法，包括：

A）向混合溶液中加入堿性化合物調(diào)節(jié)pH值至6.0～8.0，得到反應(yīng)溶液；所述混合溶液包括非離子型水溶性單體、陰離子型水溶性單體、陽離子型疏水單體和去離子水；或者包括非離子型水溶性單體、陽離子型水溶性單體、陰離子型疏水單體和去離子水；

B）將步驟A）得到的反應(yīng)溶液與引發(fā)劑混合，進行聚合反應(yīng)，得到鉆井液增粘劑；

所述陽離子型疏水單體具有式（Ⅰ）所示的結(jié)構(gòu)：

其中，R₁選自C₈～C₁₆的烷基，m為2或3；X為Cl、Br或I；

所述陰離子型疏水單體具有式（Ⅱ）所示的結(jié)構(gòu)：

其中R₂選自H或C₁～C₁₂的烷基，n為8～24的整數(shù)；M為K、Na或H；

所述非離子型水溶性單體選自丙烯酰胺及其衍生物中的任意一種或多種；所述陰離子型水溶性單體選自丙烯酸、丙烯酸衍生物和含有雙鍵的丙磺酸衍生物中的任意一種或多種；所述陽離子型水溶性單體為含有雙鍵的季銨鹽類化合物。

優(yōu)選的，所述非離子型水溶性單體選自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述陰離子型水溶性單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一種或多種；所述陽離子型水溶性單體選自二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑選自偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉、過硫酸銨、過硫酸鉀和過氧化氫中的任意一種或多種，或者選自過硫酸銨、過硫酸鉀與四甲基乙二胺的氧化還原體系。

優(yōu)選的，所述堿性化合物選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和氨水中的任意一種或多種。

優(yōu)選的，所述非離子型水溶性單體、陰離子型水溶性單體和陽離子型疏水單體的摩爾比為（8～48）：1：1；或者所述非離子型水溶性單體、陽離子型水溶性單體和陰離子型疏水單體的摩爾比為（8～48）：1：1。

優(yōu)選的，所述非離子型水溶性單體、陰離子型水溶性單體、陽離子型疏水單體和堿性化合物占所述反應(yīng)溶液總質(zhì)量的5wt%～50wt%；或者所述非離子型水溶性單體、陽離子型水溶性單體、陰離子型疏水單體和堿性化合物占所述反應(yīng)溶液總質(zhì)量的5wt%～50wt%。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑的用量為所述反應(yīng)溶液總質(zhì)量的0.1wt%～5wt%。

優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為30℃～70℃，反應(yīng)時間為1h～10h。