一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，以丙烯酰胺，丙烯酸，氢氧化钾，二甲基二烯丙基氯化铵为原料，通过反相乳液聚合方法制备出聚合物页岩抑制剂，其合成最佳条件为：丙烯酰胺，丙烯酸，二甲基二烯丙基氯化铵三种单体重量份分别为70~80份，70~80份，15~75份，将三种单体配制成pH值为10的水相，加入10重量份乳化剂Sp‑80、T‑60，使其乳化分散于100重量份的白油中，加入稳定剂N,N

A preparation method of polymer shale inhibitor for drilling fluid

The invention discloses a method for drilling fluid and preparation of polymer shale inhibitor with acrylamide, acrylic acid, potassium hydroxide, two dimethyl diallyl ammonium chloride as raw materials, preparation of polymer shale inhibitors by inverse emulsion polymerization method, the optimal conditions for the synthesis of acrylamide, acrylic acid, two dimethyl diallyl ammonium chloride of three single a weight were 70~80, 70~80, 15~75, the three monomer is prepared with pH value of 10 water, adding 10 weight portions of Sp 80, T emulsifier 60, white oil dispersed in 100 parts by weight of the emulsion, adding stabilizer N, N

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法
本专利技术涉及钻井液用聚合物页岩抑制剂制备领域，是一种三元聚合物的制备方法。
技术介绍
在钻井过程中，钻遇强水敏地层时，钻井液侵入泥页岩层会造成泥页岩水化膨胀，引发诸多井下问题。为抑制粘土水化膨胀，传统的方法是在钻井液中添加氯化钾、氯化钠或二价盐，盐抑制黏土膨胀的效果显著，但其缺点是会破坏钻井液的触变性和增加滤失量，且影响其他处理剂的应用效果。两性离子聚丙烯酰胺乳液是近年来国内快速发展起来的一种石油钻采工业用处理剂，其可用作油田污水处理剂、油田压裂用稠化剂、三次采油用驱油剂等，其分子量分布均匀，溶解速度快，以形成均匀的胶液，在钻井中见效快，使用方便，但其在提高钻井液抑制性方面目前鲜见报道，且大多还处于室内研究阶段，对于其防塌抑制作用机理的研究更是少之又少。如果能将ACPAM类处理剂的优点与乳液聚合结合起来，研制出一种分子量分布均匀、在钻井液中分散速度快且能够抗盐抗高温的两性离子聚丙烯酰胺乳液抑制剂，以实现强抑制性水基钻井液的快速发展，为易分散粘土地层油气开发提供新的突破口。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种乳液型钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，该页岩抑制剂抑制性好，能够有效包裹岩屑削弱其被水化分散效果。一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将70~90份丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后与70~90份丙烯酰胺、15~75份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中乳化分散形成乳液；2）将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入5~9重量份纳米稳定剂，然后充入氮气，升温，将引发剂（过硫酸钠、亚硫酸氢钠）配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，缓慢搅拌，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。丙烯酸、丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵质量比为2:2:1~6:6:5有益效果：本专利技术提供一种乳液型钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，该剂生产流程简单，原料相对容易获取，在制备过程中加入了一种纳米稳定剂，其具有良好的吸附性能，与乳化剂协同作用增强油包水乳液的稳定性，有利于合成样品分子链的增长。以丙烯酰胺、丙烯酸与二甲基二烯丙基氯化铵为主要单体合成的该产品，抑制性突出，且具有一定的增稠性、降滤失性和润滑性，在钻井液中较低浓度的用量即可大幅提高钻井液滚动回收率。具体实施方式实施例1将75份的丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后搅拌均匀，加入75份丙烯酰胺和25份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中以500r/min剪切速度搅拌1h乳化分散形成油包水乳液。将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入7重量份纳米稳定剂，然后充入氮气，升温。按n过硫酸钠:n亚硫酸氢钠=1:1称取0.4质量份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，以100r/min缓慢搅拌5h，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。上述稳定剂制备方法如下：步骤1、以氢氧化钠为催化剂，将15重量份的乙二胺与105重量份的2-溴乙基磺酸钠分别加入少量水溶解后混合，在50℃搅拌反应6h后减压蒸馏，重结晶，抽滤真空干燥得到乙二胺-N,N’-二乙基磺酸钠；步骤2、在干燥三口烧瓶中加入40重量份月桂酸，并使其在60℃恒温水浴锅中完全熔解，再将温度调至65℃，用恒压滴液漏斗缓慢滴入27重量份三氯化磷，搅拌使其充分反应后密封静置过夜，取上层清夜减压蒸馏得到月桂酰氯；步骤3、在装有蒸馏水/丙酮混合溶剂的三口烧瓶中加入乙二胺-N,N’-二乙基磺酸钠，强烈搅拌后缓慢加入月桂酰氯，以氢氧化钾调节溶液pH为10，在30℃下反应8h后将溶液静置5h，取底部沉淀物重结晶3次于氮气气氛下干燥10h得到纳米稳定剂。实施例2将70份的丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后搅拌均匀，加入70份丙烯酰胺和35份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中以500r/min剪切速度搅拌1h乳化分散形成油包水乳液。将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入8重量份稳定剂，然后充入氮气，升温。按n过硫酸钠:n亚硫酸氢钠=1:1称取0.4质量份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，以100r/min缓慢搅拌5h，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。实施例3将80份的丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后搅拌均匀，加入80份丙烯酰胺和20份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中以500r/min剪切速度搅拌1h乳化分散形成油包水乳液。将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入9重量份稳定剂，然后充入氮气，升温。按n过硫酸钠:n亚硫酸氢钠=1:1称取0.4质量份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，以100r/min缓慢搅拌5h，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。实施例4将85份的丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后搅拌均匀，加入85份丙烯酰胺和17份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中以500r/min剪切速度搅拌1h乳化分散形成油包水乳液。将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入8重量份稳定剂，然后充入氮气，升温。按n过硫酸钠:n亚硫酸氢钠=1:1称取0.4质量份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，以100r/min缓慢搅拌5h，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。实施例5将90份的丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后搅拌均匀，加入90份丙烯酰胺和15份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中以500r/min剪切速度搅拌1h乳化分散形成油包水乳液。将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入7重量份稳定剂，然后充入氮气，升温。按n过硫酸钠:n亚硫酸氢钠=1:1称取0.4质量份引发剂配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，以100r/min缓慢搅拌5h，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。实施例6与实施例1完全相同，不同在于：加入二甲基二烯丙基氯化铵的重量份为50份。实施例7与实施例3完全相同，不同在于：加入二甲基二烯丙基氯化铵的重量份为60份。实施例8与实施例4完全相同，不同在于：加入二甲基二烯丙基氯化铵的重量份为68份。实施例9与实施例5完全相同，不同在于：加入二甲基二烯丙基氯化铵的重量份为75份。对比例1与实施例1完全相同，不同在于：只是不加入纳米稳定剂。对比例2与实施例1完全相同，不同在于：只是加入的稳定剂不是纳米稳定剂而是十六醇。对比例3与实施例1完全相同，不同在于：只是制备稳定剂时将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将70~90份丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后与70~90份丙烯酰胺、15~75份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp‑80、T‑60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中乳化分散形成乳液；2）将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入5~9重量份纳米稳定剂，然后充入氮气，升温，将引发剂（过硫酸钠、亚硫酸氢钠）配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，缓慢搅拌，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将70~90份丙烯酸与相同份数的氢氧化钾混合后与70~90份丙烯酰胺、15~75份二甲基二烯丙基氯化铵配制成pH为10的混合水相，向加入10重量份乳化剂Sp-80、T-60的100重量份白油中缓慢加入混合水相并在剪切乳化搅拌机中乳化分散形成乳液；2）将乳液转入反应釜中，边搅拌边加入5~9重量份纳米稳定剂，然后充入氮气，升温，将引发剂（过硫酸钠、亚硫酸氢钠）配成溶液，慢慢交替加入反应釜中，缓慢搅拌，当反应釜中乳液粘度达到650cp以上，出料，冷却得到聚合物页岩抑制剂。2.根据权利要求1所述一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于步骤1）中丙烯酸、丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵质量比为2:2:1~6:6:5。3.根据权利要求1所述一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于步骤1）中白油为10#白油、15#白油中的一种或多种，其运动粘度为9.0~15.0mm2/s。4.根据权利要求1所述一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于步骤2）中反应釜为陶瓷电加热反应釜。5.根据权利要求1所述一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于步骤2）稳定剂是由乙二胺、N,N’-二乙基磺酸钠、月桂酸、三氯化磷制成的一种表面活性剂，反应釜内温度控制在40~50℃，压力控制在0.2~0.3MPa。6.根据权利要求1所述一种钻井液用聚合物页岩抑制剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵亚，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32