[發明專利]適用于油基鉆井液降粘的雙嵌段共聚物及其制備方法和應用以及油基鉆井液和應用

有效

• 申請號: 201610726812.3
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN106220797B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 蔣官澄;彭雙磊;賀垠博;鄧正強;李新亮;史亞偉;王凱;王春蕾;馬光長;趙利;屈剛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C09K8/035
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 劉淼,劉兵

技術領域

本發明涉及石油工業的鉆井領域，具體地，涉及一種適用于油基鉆井液降粘的雙嵌段共聚物及其制備方法和應用以及油基鉆井液和應用。

背景技術

隨著勘探領域的擴大和勘探深度的發展，鉆高溫高壓地層已經成為油氣鉆探作業的常態。高溫高壓就意味著高風險、高成本，同時對鉆井操作、設備和鉆井液的性能的要求也越高。

在鉆探高溫高壓地層時，對所用鉆井液的抗高溫性能和密度都有很高的要求。為保證鉆井液的抗高溫性能，一般會選擇抗高溫能力好的油基鉆井液作為高溫高壓井的鉆井工作液。但即使是性能優良的油基鉆井液，隨著密度的增加，也不可避免地會導致體系固相含量增加，然后一方面固-固、固-液摩擦增大導致鉆井液體系塑性粘度增加，另一方面為了懸浮高固相含量不致沉降，勢必會通過加入提切劑等來增強鉆井液體系的切力，而目前常用鉆井液提切劑在增加切力的同時也會增大體系的表觀粘度和塑性粘度。而過大的表觀粘度和塑性粘度會導致：(1)機械鉆速降低、延長鉆井周期；(2)循環壓耗增加、鉆井泵負荷增加；(3)循環當量密度增加，易誘發井漏、壓差卡鉆等井下復雜情況，最終增加了鉆井作業的成本和難度。

因此，對于高密度鉆井液通常會加入降粘劑，在保證適當切力的情況下，大幅度降低體系的表觀粘度和塑性粘度，加快鉆進速度、降低鉆井難度，節約鉆井成本，防止井下事故，保證鉆井作業安全、高效地進行。

目前水基鉆井液降粘劑種類繁多且應用廣泛，而油基鉆井液由于長期以來公認地流變性能好、粘度低且易控制等特點，一直鮮有針對油基鉆井液降粘劑的研究和產品。但是隨著高溫高壓井對鉆井液的抗溫性能和密度要求越來越高，油基鉆井液即使是無土相油基鉆井液，在密度2g/cm³以上時其表觀粘度和塑性粘度也會大大地超出合理范圍，難以控制，且通常適用溫度也不超過150℃。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的油基鉆井液降粘劑難以適用于高密度油基鉆井液的降粘且抗溫性能不理想的缺陷，提供一種能夠適用于高密度油基鉆井液降粘且具有良好抗溫性能的適用于油基鉆井液降粘的雙嵌段共聚物及其制備方法和應用以及油基鉆井液和應用。

為了實現上述目的，本發明提供一種雙嵌段共聚物，該共聚物主要由嵌段A和嵌段B構成，其中，嵌段A由選自式(1)所示的結構單元構成，嵌段B由選自式(2)所示的結構單元構成，所述嵌段A的數均分子量為1500-10000，

式(1)式(2)

其中，R¹、R^1'、R⁴、R^4'和R⁶各自獨立地選自H和C1-C6的烷基；R²和R^2'各自獨立地選自H、C1-C6的烷基、-O-C(O)-R³和-COOR³，且R²和R^2'中至少有一個選自-O-C(O)-R³或-COOR³，R³選自C1-C6的烷基；R⁵選自C1-C8的亞烷基；X選自-NH-或-O-。

本發明還提供了一種雙嵌段共聚物的制備方法，該方法包括：

(1)在鏈轉移劑和第一偶氮引發劑存在下，在第一有機溶劑中，制備將式(1')所示的化合物進行聚合反應，得到數均分子量為1500-10000的聚合物A；

(2)在第二偶氮引發劑存在下，在第二有機溶劑中，將聚合物A與式(2')所示的化合物進行共聚合反應；

式(1')式(2')

其中，R¹、R^1'、R⁴、R^4'和R⁶各自獨立地選自H和C1-C6的烷基；R²和R^2'各自獨立地選自H、C1-C6的烷基、-O-C(O)-R³和-COOR³，且R²和R^2'中至少有一個選自-O-C(O)-R³或-COOR³，R³選自C1-C6的烷基；R⁵選自C1-C8的亞烷基；X選自-NH-或-O-；X'選自鹵素。

本發明還提供了由上述方法制得雙嵌段共聚物。

本發明還提供了上述雙嵌段共聚物在鉆井液中作為降粘劑的應用。