[發明專利]一種鉆井液用無機?有機聚合物處理劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410259582.5
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN105295857B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 楊小華;王中華;林永學;王琳;蔡利山
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C08F220/54;C08F220/58;C08F220/06;C08F220/38;C08F222/02;C08F220/46;C08F2/44
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,歐穎

技術領域

本發明涉及一種鉆井液用無機-有機單體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領域。

背景技術

20世紀80年代以來，世界各國鉆深井、超深井、復雜井的數量增加，這便對鉆井液技術提出了更高的要求，鉆井液技術不僅要滿足傳統功能的要求，而且還要滿足環境、油層保護和提高鉆井速度，降低鉆井綜合成本等方面的要求，并正朝著經濟、安全、高效的目標發展。原有的鉆井液處理劑已不能完全滿足鉆井液技術發展的需要，世界各國都在努力研制開發新型鉆井液處理劑，以適應鉆井液技術發展的需要。

受新型處理劑的限制，我國在鉆井液技術領域發展緩慢。尤其是近期提高鉆井速度和保護油氣層的呼聲越來越高，要想大幅度地提高鉆井速度，最大限度地保護油氣層，最終確保油氣井的產量，就必須研制適應于鉆井新技術和適應于鉆井液與完井液發展需要的新型鉆井液處理劑。因此，適時開展新型鉆井液處理劑的分子設計及合成研究工作，對開發新產品和促進鉆井液工程技術的進步具有重大意義。

但近幾十年來，鉆井液處理劑的研究開發主要沿著有機聚合物的固定模式進行，其耐溫抗鹽性成為處理劑研制的難點。而若將研發思路放在無機化合物方面，由于無機化合物的特性使得處理劑將不再面臨耐溫抗鹽的主要問題。在研發含無機物的有機聚合物處理劑技術領域，發明人在先提出了專利申請CN200710180495.0，其中公開了一種無機-有機單體聚合物鉆井液處理劑的制備方法，具體地，以丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸和硅鎂凝膠為原料，以氫氧化鈉和碳酸鈉調節pH值為9～11，再加入引發劑進行聚合反應，反應結束得到的大分子聚合物經干燥和粉碎后得到所述處理劑。該處理劑在現場應用中取得了明顯效果，但本領域還需要研發一種改進的和效果更為優異的鉆井液用無機-有機聚合物處理劑及其制備方法。

發明內容

因此，本發明提供一種鉆井液用無機-有機聚合物處理劑，其中，所述處理劑為由磺酸單體、羧酸單體、非離子單體和無機材料在引發劑的作用下聚合形成；且所述無機材料中包含鋁鎂硅酸鹽無機凝膠。

在一種具體的實施方式中，所述磺酸單體選自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧丁磺酸、2-丙烯酰胺-2-苯基乙磺酸和2-丙烯酰胺十二烷基磺酸，所述羧酸單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和馬來酸，所述非離子單體選自丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、異丁基丙烯酰胺和丙烯腈。

本發明對所述引發劑的種類和用量沒有特別地限定，只要能夠引發單體混合物聚合即可，例如，所述引發劑可以為偶氮類引發劑、過氧類引發劑和氧化還原類引發劑中的一種或多種。優選所述引發劑為包括氧化劑和還原劑的氧化-還原引發體系，其中氧化劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨和過硫酸鈉，還原劑選自亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。

在本發明中，所述無機材料中還可以選擇地包含硅鎂凝膠、鋰鎂硅酸鹽無機凝膠、三聚磷酸鋁、膨潤土、海泡石和凹凸棒土等的一種或多種。在一個具體的實施方式中，所述無機材料中的鋁鎂硅酸鹽無機凝膠占無機材料的總質量的50wt％以上，優選80wt％以上。

本發明還提供一種如上所述處理劑的制備方法，包括如下步驟：1)在含堿的水溶液中加入無機材料，攪拌均勻后用膠體磨研磨，在溫度不超過35℃的條件下向研磨后的混合液中加入磺酸單體和羧酸單體，繼續攪拌1分鐘～3小時后再向其中加入非離子單體，再繼續攪拌1分鐘～5小時后得到反應混合液；2)將步驟1)所得的反應混合液置入聚合用反應容器中，可選擇地繼續攪拌1～30分鐘，用堿將溶液pH值調至8～11，加入引發劑，并控制聚合反應的起始溫度為35～50℃，反應2～24小時，得到膠狀產物；將所得產物干燥并粉碎即得所述處理劑。