[發(fā)明專利]一種鉆井液用支化聚合物處理劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410245428.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN104357030B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王中華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C09K8/035
• 分類號(hào): C09K8/035;C08F290/06;C08F220/06;C08F220/58;C08F220/56
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發(fā)明公開了一種鉆井液用支化聚合物處理劑及其制備方法，屬油田鉆井液處理劑技術(shù)領(lǐng)域，該處理劑由烯基羧酸聚醚胺鹽、磺酸單體、酰胺單體，按照物質(zhì)的量比為(0.10～0.55)：(0.05～0.35)：(0.30～0.55)的比例，采用水溶性偶氮化合物和氧化還原引發(fā)劑，在pH為6.0～9.0下通過水溶液聚合、140℃～160℃下烘干、酰胺化得到，其1％水溶液表觀粘度35～75mPa·s，在高溫、高鹽和高鈣條件下具有較好的降濾失特性，在無黏土相鹽水鉆井液中具有良好的增粘效果，同時(shí)具有較強(qiáng)的抑制能力。產(chǎn)品干燥和酰胺化一步完成，過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低、效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且產(chǎn)品水溶性好，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆井液用支化聚合物處理劑及其制備方法，屬于水溶性高分子材料合成制備技術(shù)領(lǐng)域，更確切地說，是一種支化聚合物抗高溫抗鈣鉆井液處理劑及其制備方法。

背景技術(shù)

在石油鉆井過程中，鉆遇地層日趨復(fù)雜，特殊井、超深井和復(fù)雜井?dāng)?shù)量逐年增加，這對(duì)鉆井液提出了更高的要求，針對(duì)這一情況，國(guó)內(nèi)外在抗高溫鉆井液處理劑方面開展了一系列工作，但在高溫高鹽情況下，尤其是在含鈣鎂等高價(jià)離子的環(huán)境或無黏土相鉆井液中，由于結(jié)構(gòu)和基團(tuán)的限制，現(xiàn)有的處理劑不能完全滿足苛刻環(huán)境下維護(hù)鉆井液性能的需要。近年來，盡管鉆井液處理劑的水平不斷提升，但由于分子和合成設(shè)計(jì)還局限在提高主鏈穩(wěn)定性及優(yōu)化基團(tuán)與比例上，鉆井液處理劑的合成原料仍然采用傳統(tǒng)原料，當(dāng)原料及合成方法沒有改變時(shí)，無論如何優(yōu)化設(shè)計(jì)和合成，都很難使鉆井液處理劑的性能有大的提高。

目前在用或研究開發(fā)的處理劑仍為直鏈線性聚合物，由于分子熱穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性的限制，處理劑抗溫能力受限，要想提高深井、超深井鉆井液的抗溫抗鹽性能，就必須增加其用量，但隨著加量提高又增加了鉆井液的粘度，特別是在鈣、鎂含量高的情況下，鉆井液性能控制更加困難，已有的鉆井液處理劑已不能完全滿足鉆井的需要。而支化結(jié)構(gòu)的聚合物與傳統(tǒng)的柔性鏈聚合物相比，由于支鏈的位阻效應(yīng)及支鏈上基團(tuán)的相互影響，高分子結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性會(huì)明顯提高，分子支鏈上豐富的基團(tuán)保證處理劑良好的吸附和水化性能。本發(fā)明人于《中外能源》，2013,18(1):36-46闡述了提高處理劑的抗溫和抗剪切能力，是未來高性能鉆井液處理劑的發(fā)展方向。用支化單體與其它單體共聚及活性可控聚合可以制備支化聚合物，但由于支化單體制備過程復(fù)雜、成本高，活性可控聚合制備支化聚合物過程不易控制，基于此，采用高溫下可酰胺化反應(yīng)的丙烯酸聚醚胺鹽或甲基丙烯酸聚醚胺鹽與其它單體共聚，共聚產(chǎn)物在高溫下進(jìn)一步酰胺化得到支化聚合物，不僅制備過程簡(jiǎn)單，且生產(chǎn)成本低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中支化單體制備過程復(fù)雜、成本高，活性可控聚合制備支化聚合物過程不易控制的缺陷，而提供一種鉆井液用支化聚合物處理劑及其制備方法，可滿足井底溫度高和/或高鹽(氯化鈉)高鈣環(huán)境下的安全鉆井施工的需要，能夠控制水基鉆井液高溫高壓條件下流變性、懸浮穩(wěn)定性及濾失量。

本發(fā)明鉆井液用支化聚合物處理劑，其結(jié)構(gòu)通式如式(Ⅰ)所示：

式中，R₁、R₂為H或CH₃，R₃～R₆相同或不同，各自獨(dú)立地為H、碳原子數(shù)為1～4的烷基或苯基，X為NH或O，n為4～20的整數(shù)，y為1～4的整數(shù)，M為K或Na，a：b：c(摩爾比)＝(1～5.5)：(0.5～3.5)：(3～5.5)。

本發(fā)明鉆井液用支化聚合物處理劑的制備方法，包括以下步驟：