[發(fā)明專(zhuān)利]一種大陽(yáng)離子包被絮凝劑及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010532795.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111621269B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳存仁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 保定市三拓化工產(chǎn)品有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/035
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/035;C08F220/56;C08F226/02;C08F220/06
• 代理公司: 北京大誠(chéng)新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11848
• 代理人: 何建華

本發(fā)明涉及一種大陽(yáng)離子包被絮凝劑，為聚二甲基二烯丙基氯化銨包被的由二甲基二烯丙基氯化銨單體、二甲基烯丙基對(duì)甲基芐基氯化銨單體、丙烯酰胺單體及丙烯酸單體聚合生成的四元共聚物組成的絮凝劑。本技術(shù)方案利用二甲基二烯丙基氯化銨具有正電荷密度高、無(wú)毒、高效、在常溫下十分穩(wěn)定、聚合后有穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，有該單體聚合物主鏈上的陽(yáng)離子季銨基團(tuán)不僅可溶于水，而且能與帶相反電荷的電子或膠體反應(yīng)，在保持陰離子型共聚物熱穩(wěn)定性后，抗溫抗鹽能力強(qiáng)的情況下，利用二甲基烯丙基對(duì)甲基芐基氯化銨的非親水陽(yáng)離子的特性，被絮凝的膠體粒子不會(huì)因?yàn)橐兹苡谒鴮?dǎo)致膨脹，導(dǎo)致絮凝后的膠體粒子不穩(wěn)定，提高了絮凝效果的穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種鉆井液用大陽(yáng)離子包被絮凝劑及制備方法。

背景技術(shù)

在鉆井過(guò)程中，鉆頭在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的戳土微粒或鉆屑等會(huì)進(jìn)入到鉆進(jìn)液中，并形成膠體粒子，提高了鉆井液流體阻力，進(jìn)而增加了鉆頭的損耗。因此，在鉆井過(guò)程中，均需要加入絮凝劑，將鉆井液中的膠體粒子適度絮凝，減少鉆井液流體阻力，維持鉆井液中低固相的添加劑。

常用的絮凝劑分為兩大類(lèi)，一類(lèi)為無(wú)機(jī)絮凝劑，如食鹽、石膏、聚合鋁等，一類(lèi)為有機(jī)絮凝劑，多為高聚物、表面活性劑、各種聚陽(yáng)離子、聚陰離子、聚兩性離子等聚合物。其中，因?yàn)橛袡C(jī)絮凝劑的用量少，均為mg/L級(jí)別，已經(jīng)取代無(wú)機(jī)絮凝劑的使用。

目前的有機(jī)絮凝劑中，采用陽(yáng)離子單體與丙烯酸或丙烯酸鹽、丙烯酰胺等共聚，得到分子鏈上同時(shí)含有陽(yáng)離子和陰離子基團(tuán)的兩性離子聚合物，當(dāng)大分子鏈上同時(shí)含有正負(fù)電荷基團(tuán)，且其數(shù)目相等的電中性聚合物，其水溶液粘度在一定條件下不會(huì)隨外加鹽濃度的增加而減小，而是隨著外加鹽濃度的增加而增大，呈現(xiàn)出十分明顯的反聚電解質(zhì)溶液行為。

現(xiàn)常用于陽(yáng)離子單體的主要有二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)等。對(duì)比三種不同陽(yáng)離子單體和丙烯酰胺、丙烯酸同等條件下聚合，比較不同陽(yáng)離子單體聚合出的陽(yáng)離子聚合物更適用于石油鉆井行業(yè)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1：

表1

通過(guò)上述的對(duì)比，二甲基二烯丙基氯化銨制備的絮凝劑的性能較好。

現(xiàn)使用的這些絮凝劑雖然在抗溫抗鹽能力較強(qiáng)，但均存在一個(gè)顯著的缺陷是，初期絮凝效果較好，但是隨著時(shí)間的推移，被絮凝的膠粒會(huì)因?yàn)橐兹苡谒俅闻蛎洠绾翁岣咝跄齽┑男跄€(wěn)定性，是本領(lǐng)域一直在研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大陽(yáng)離子包被絮凝劑及制備方法，以解決現(xiàn)技術(shù)的絮凝劑的穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大陽(yáng)離子包被絮凝劑，為聚二甲基二烯丙基氯化銨包被的由二甲基二烯丙基氯化銨單體、二甲基烯丙基對(duì)甲基芐基氯化銨單體、丙烯酰胺單體及丙烯酸單體聚合生成的四元共聚物組成的絮凝劑。

優(yōu)選的，所述四元共聚物中，各組分按重量份為：二甲基二烯丙基氯化銨單體25-40份、二甲基烯丙基對(duì)甲基芐基氯化銨單體3-5份、丙烯酰胺單體50份、丙烯酸單體20份。

優(yōu)選的，所述聚二甲基二烯丙基氯化銨的用量為0.16-0.18g.g^-1。

上述任一項(xiàng)大陽(yáng)離子包被絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

1)、將100份30-40wt％的二甲基二烯丙基氯化銨單體水溶液加入到反應(yīng)裝置內(nèi)，再加入0.02-0.05份的偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽攪拌均勻，之后通氮?dú)?0-40分鐘，水浴加熱反應(yīng)；

2)反應(yīng)完成后，取出反應(yīng)產(chǎn)物，通過(guò)洗滌后經(jīng)過(guò)烘箱烘干粉碎得到聚二甲基二烯丙基氯化銨待用；