一种耐温抗盐两性离子降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐温抗盐两性离子降滤失剂及其制备方法，属于水溶性聚合物技术领域；该制备方法包括如下步骤：将2

【技术实现步骤摘要】
一种耐温抗盐两性离子降滤失剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水溶性聚合物
，特别是涉及一种耐温抗盐两性离子降滤失剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前广泛使用的是水基钻井液，是一种分散相为粘土，连续相为水的分散体系钻井液，其各种性能要求也可以通过化学添加剂达到；由于钻井液在井壁中压差关系以及地层的空隙钻井液难免会发生向地层流失的情况，伴随着钻井液的流失会在井壁形成一层致密的滤饼，钻井液流失的越多，滤饼越厚，造成井径缩小，给钻杆造成较大的扭矩容易引起卡钻；此外，滤失量的过多会造成水敏地层的膨胀乃至坍塌。
[0003]降滤失剂的主要作用就是控制钻井液向地层滤失的速率并且有助于形成坚固且薄的滤饼；降滤失剂的加入使粘土在水中的水化程度更高，钻井液与粘土的相互作用增强了泥饼的质量，有利于形成更致密的泥饼；但现有降滤失剂的加入会改变钻井液的流变性，使得基浆变稠，静切力过高，造成启钻时功率太大，易导致井塌。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种耐温抗盐两性离子降滤失剂及其制备方法，本专利技术提供的耐温抗盐两性离子降滤失剂的粘均分子量低，加入基浆后，不会使基浆的流变性变差，在常温和高温条件下均能达到很好的降滤失效果。
[0005]本专利技术在第一方面提供了一种耐温抗盐两性离子降滤失剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.将2
‑
甲基烯丙醇与均苯三甲酸进行酯化反应，得到预交联单体；S2.将烯丙基氯与N
>‑
(4
‑
羟基
‑3‑
甲氧基苄基)壬酰胺进行反应，得到疏水刚性单体；S3.将丙烯酰胺、丙烯酸、所述预交联单体、所述疏水刚性单体、分子链增强剂、抗盐单体、阳离子单体、链转移剂与水混合均匀，得到混合液，调节混合液pH，吹氮除氧，并在氮气保护下，加入引发剂进行共聚反应，得到聚合物胶块；所述抗盐单体为含磺酸基单体；所述阳离子单体为季铵盐阳离子单体；S4.将所述聚合物胶块经造粒、烘干、粉碎、筛分得到所述耐温抗盐两性离子降滤失剂。
[0006]优选地，制备所述聚合物胶块采用如下重量分数的原料组分：丙烯酰胺150~180份、丙烯酸80~100份、预交联单体15~25份、疏水刚性单体12~18份、分子链增强剂6~10份、抗盐单体10~15份、阳离子单体30~60份、链转移剂0.08~0.12份、水591~697份、引发剂0.008~0.01份。
[0007]优选地，在步骤S1中，将2
‑
甲基烯丙醇、均苯三甲酸和水混合后，置于55~60℃水浴中，并在搅拌条件下加入浓硫酸，反应5~6h，经分液、于80~90℃干燥，得到所述预交联单体。
[0008]优选地，所述均苯三甲酸、2
‑
甲基烯丙醇和浓硫酸的用量比为1g:(1.0~1.5)g:(0.23~0.25)mL。
[0009]优选地，在步骤S2中，将烯丙基氯的乙醇溶液置于0~5℃冷水浴中，并在搅拌条件下向其中滴加N
‑
(4
‑
羟基
‑3‑
甲氧基苄基)壬酰胺的乙醇溶液，混匀后，加入磷酸二氢钠，并反应3~4h，经蒸馏、洗涤、于80~90℃干燥，得到所述疏水刚性单体。
[0010]优选地，所述N
‑
(4
‑
羟基
‑3‑
甲氧基苄基)壬酰胺、烯丙基氯与磷酸二氢钠的质量比1:(0.26~0.35):(0.003~0.017)。
[0011]优选地，所述分子链增强剂为吡咯烷酮类物质；所述吡咯烷酮类物质为5
‑
乙烯基
‑2‑
吡咯烷酮和/或N
‑
苄基
‑2‑
吡咯烷酮；所述含磺酸基单体为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠、3
‑
烯丙氧基
‑2‑
羟基
‑1‑
丙磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的一种或多种；和/或所述季铵盐阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或多种。
[0012]优选地，用pH调节剂调节混合液pH为6.9~7.2；所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种或多种。
[0013]优选地，所述链转移剂为叔十二硫醇、次亚磷酸钠、3
‑
巯基丁酸酯、甲基丙烯磺酸钠中的一种或多种。
[0014]优选地，所述引发剂包括氧化剂、还原剂和/或偶氮类引发剂。
[0015]优选地，所述氧化剂为过硫酸盐、过氧化物中的至少一种。
[0016]优选地，所述还原剂为亚硫酸盐、亚铁盐、焦亚硫酸盐、吊白块中的至少一种。
[0017]优选地，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。
[0018]本专利技术在第二方面提供了一种耐温抗盐两性离子降滤失剂，采用第一方面所述的制备方法制备得到。
[0019]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：（1）本专利技术以2
‑
甲基烯丙醇与均苯三甲酸为原料制备预交联单体；该预交联单体中有三个双键，在制备降滤失剂的过程中，可以提供三个反应点，使得聚合分子链不是简单的线型结构，而是网络状结构；该网状结构不仅可以阻止粘土颗粒之间的聚结，也可以阻碍了大颗粒的沉降和小颗粒的热运动，使泥浆颗粒得以更好的分散，能够均匀的分布在整个网状结构中，从而避免粘土颗粒之间的碰撞聚结，使滤饼薄而致密，进而降低滤失量。
[0020]（2）本专利技术以烯丙基氯与N
‑
(4
‑
羟基
‑3‑
甲氧基苄基)壬酰胺为原料制备疏水刚性单体；该疏水刚性单体结构中具有苯环结构和碳长链结构，其中苯环结构可以有效增强碳链的伸展性，而碳长链的缔合作用，可以进一步提高聚合物的抗温性能。
[0021]（3）本专利技术提供的制备方法得到的降滤失剂粘均分子量低，加入基浆后，不会使基浆的流变性变差，常温和高温条件下均能达到很好的降滤失效果；该降滤失剂聚合物中的非离子基团、阳离子基团和阴离子基团，可通过氢键、静电等作用力吸附在黏土颗粒表面，使黏土颗粒表面的水化层加厚，提高了黏土颗粒的聚结稳定性，使黏土颗粒保持较小的粒度，这样可产生薄而致密的滤饼，降低滤饼的渗透率和滤失量。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术在第一方面提供了一种耐温抗盐两性离子降滤失剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.将2
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甲基烯丙醇与均苯三甲酸进行酯化反应，得到预交联单体；S2.将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐两性离子降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S1.将2
‑
甲基烯丙醇与均苯三甲酸进行酯化反应，得到预交联单体；S2.将烯丙基氯与N
‑
(4
‑
羟基
‑3‑
甲氧基苄基)壬酰胺进行反应，得到疏水刚性单体；S3.将丙烯酰胺、丙烯酸、所述预交联单体、所述疏水刚性单体、分子链增强剂、抗盐单体、阳离子单体、链转移剂与水混合均匀，得到混合液，调节混合液pH，吹氮除氧，并在氮气保护下，加入引发剂进行共聚反应，得到聚合物胶块；所述抗盐单体为含磺酸基单体；所述阳离子单体为季铵盐阳离子单体；S4.将所述聚合物胶块经造粒、烘干、粉碎、筛分得到所述耐温抗盐两性离子降滤失剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备所述耐温抗盐两性离子降滤失剂采用如下重量份数的原料组分：丙烯酰胺150~180份、丙烯酸80~100份、预交联单体15~25份、疏水刚性单体12~18份、分子链增强剂6~10份、抗盐单体10~15份、阳离子单体30~60份、链转移剂0.08~0.12份、水591~697份、引发剂0.008~0.01份。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，将2
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甲基烯丙醇、均苯三甲酸和水混合后，置于55~60℃水浴中，并在搅拌条件下加入浓硫酸，反应5~6h，经分液、于80~90℃干燥，得到所述预交联单体。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述均苯三甲酸、2
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甲基烯丙醇和浓硫酸的用量比为1g:(1.0~1.5)g:(0.23~0.25)mL。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，将烯丙基氯的乙醇溶液置于0~5℃水浴中，并在搅拌条件下向其中滴加N
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(4
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羟基
‑3‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，王成辉，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：