一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂的制备方法，包括：将水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、RAFT链转移剂、支化剂、亲水乳化剂、基础油、亲油乳化剂和过硫酸盐引发剂进行聚合反应，得到钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂。本发明专利技术还提供了一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂和应用。本发明专利技术提供的聚合物降滤失剂具有良好的抗温和抗盐功能，使用方便、降滤失效果突出，可广泛用于钻井液。可广泛用于钻井液。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及钻井液处理剂
，尤其涉及一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钻井液处理剂是钻井液体系的核心，研究高性能处理剂、提高现有处理剂的综合效果(抗温抗盐、高温稳定性、剪切稳定性等)，对于推动处理剂技术进步、满足高温高压钻井需求具有重要作用。目前现场应用合成聚合物均为线性聚合物，分子链长，高温后易剪切断链，黏度大幅度降低，钻井液高温稳定性会变差；分子链长，盐的存在下易于卷曲，抗盐性不足；超支化聚合物是一种具有高度支化三维球状结构，支链短，高温作用下不易断链，即使部分链结构破坏，但次生结构仍能起作用，支链短，盐的作用下不易卷曲变形，因此超支化聚合物抗温抗盐性更好，抗剪切能力强，热稳定性好，钻井液中的作用时间更长；支化度高，基团密度高，更有利于抑制吸附基团变性，支化度高，基团密度高，在钻井液中的提切能力更强；黏度效应低，更适用于高密度钻井液，解决高密度钻井液流变性、悬浮稳定性及滤失量之间的矛盾。
[0003]超支化聚合物可大幅度提高处理剂的综合效果和使用效率，是钻井液处理剂的发展趋势，新型高性能钻井液处理剂的研制成为该技术的重要研究方向。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂及其制备方法，本专利技术提供的聚合物降滤失剂具有良好的抗温和抗盐功能，使用方便、降滤失效果突出，可广泛用于钻井液。
[0005]本专利技术提供了一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂的制备方法，包括：
[0006]将水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、RAFT链转移剂、支化剂、亲水乳化剂、基础油、亲油乳化剂和过硫酸盐引发剂进行聚合反应，得到钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂。
[0007]在本专利技术中，所述RAFT链转移剂优选选自异丁基黄原酸酯。本专利技术对所述RAFT链转移剂的来源没有特殊的限制，可按照本领域技术人员熟知的方法制备得到，如本专利技术中的异丁基黄原酸酯可通过异丁醇、二硫化碳与3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠反应得到。
[0008]在本专利技术中，所述支化剂优选选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺或二甲基丙烯酸聚乙二醇酯中的一种。
[0009]在本专利技术中，所述亲水乳化剂优选选自吐温80或吐温60。
[0010]在本专利技术中，所述基础油在40℃下的运动粘度优选为1.5mPa
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s～3.0mPa
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s，更优选为2.0mPa
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s～2.5mPa
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s；所述基础油优选白油，如2#或3#白油。
[0011]在本专利技术中，所述亲油乳化剂优选选自司盘80或司盘60。
[0012]在本专利技术中，所述过硫酸盐引发剂优选选自过硫酸钾或过硫酸铵。
[0013]在本专利技术中，所述水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、RAFT链转移剂、支化剂、亲水乳化剂、基础油、亲油乳化剂和过硫酸盐引发剂的质量比优选为(204～225)：(61.6～78.86)：(63.4～81.14)：(0.125～0.32)：(0.1875～0.5)：(1.224～1.8)：(136～150)：(11.016～16.2)：(0.25～0.32)，更优选为(210～220)：(65～75)：(65～75)：(0.2～0.3)：(0.2～0.4)：(1.4～1.6)：(140～145)：(12～15)：(0.27～0.3)，最优选为(213～217)：(68～72)：(68～72)：(0.23～0.27)：(0.25～0.35)：1.5：(142～143)：(13～14)：(0.28～0.0.29)。
[0014]在本专利技术中，所述聚合反应优选在惰性气体的保护下进行，所述惰性气体优选为氮气，更优选为高纯氮气。
[0015]在本专利技术中，所述聚合反应优选包括：
[0016]将水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、部分丙烯酰胺、RAFT链转移剂、部分支化剂、过硫酸盐引发剂和亲水乳化剂混合，得到水相物料；
[0017]将基础油和亲油乳化剂混合，得到油相物料；
[0018]将所述水相物料和油相物料混合进行乳化，反应(第一步反应)2～4h后，滴加剩余的丙烯酰胺及剩余的支化剂，继续反应(第二步反应)3～5h，得到钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂。
[0019]在本专利技术中，得到水相物料后优选将所述水性物料的pH值调节至9～11，优选采用碱性物质调节水性物料的pH值，所述碱性物质优选选自氢氧化钾或氢氧化钾与氢氧化钠的复合物；所述氢氧化钾与氢氧化钠的复合物中氢氧化钾和氢氧化钠的质量比优选为(1～5)：1，更优选为(2～4)：1，最优选为3:1。
[0020]在本专利技术中，所述乳化的方法优选包括：
[0021]将所述水相物料和油相物料混合后得到的混合物置于水浴中，通入惰性气体，进行乳化。
[0022]在本专利技术中，所述水浴的温度优选为30～45℃，更优选为35～40℃。
[0023]在本专利技术中，所述惰性气体优选为氮气，更优选为高纯氮气；所述通入惰性气体的时间优选为25～35min，更优选为30min。
[0024]在本专利技术中，所述乳化的方法更优选包括：
[0025]将所述水性物料加入到油相物料中，搅拌，进行高速乳化，得到乳液；
[0026]将所述乳液置于水浴中，通入惰性气体，低速搅拌下进行反应(第一步反应)。
[0027]在本专利技术中，所述搅拌的时间优选为15～25min，更优选为20min。
[0028]在本专利技术中，所述高速乳化的速度优选为8000～12000r/min，更优选为9000～11000r/min，最优选为10000r/min；所述高速乳化的时间优选为15～25min，更优选为20min。
[0029]在本专利技术中，所述低速搅拌的速度优选为2000～4000r/min，更优选为2500～3500r/min，最优选为3000r/min；所述低速搅拌的时间优选为3～5小时，更优选为4小时。
[0030]在本专利技术中，所述反应(包括第一步反应和第二步反应)优选在搅拌的条件下进行，第一步反应为无规支化物反应，所述第一步反应的温度优选为30～40℃，更优选为35℃，所述第一步反应时间优选为2～4h，更优选为3h；第二步反应为超支化聚合物反应，所述
第二步反应的温度优选为30～40℃，更优选为35℃，所述第二步反应时间优选为3～5h，更优选为4h。
[0031]在本专利技术中，所述部分丙烯酰胺的质量和剩余的丙烯酰胺的质量总和为丙烯酰胺的总用量，所述部分丙烯酰胺的质量优选为丙烯酰胺总用量的75～85％，更优选为80％；所述剩余的丙烯酰胺的质量优选为丙烯酰胺总用量的15～25％，更优选为20％。
[0032]在本专利技术中，所述部分支化剂的质量和剩余的支化剂的质量总和为支化剂的总用量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂的制备方法，包括：将水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、RAFT链转移剂、支化剂、亲水乳化剂、基础油、亲油乳化剂和过硫酸盐引发剂进行聚合反应，得到钻井液用反相乳液超支化聚合物降滤失剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、RAFT链转移剂、支化剂、亲水乳化剂、基础油、亲油乳化剂和过硫酸盐引发剂的质量比为(204～225)：(61.6～78.86)：(63.4～81.14)：(0.125～0.32)：(0.1875～0.5)：(1.224～1.8)：(136～150)：(11.016～16.2)：(0.25～0.32)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RAFT链转移剂选自异丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙举，苏雪霞，徐生婧，梁庆磊，孟丽艳，吕跃滨，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：