本发明专利技术提供了一种高温稳定型微球基质及微球衍生物乳液、其制备方法与在钻井液中的应用。所述高温稳定型微球基质是以苯乙烯、苯乙烯磺酸钠、乳化剂、引发剂为原料合成；所述微球衍生物是在微球基质制备过程中加入功能单体制得的。本发明专利技术的微球基质及其衍生物在200℃水分散体系中可保持形态和分散的稳定性，在高温钻井液中可以显著降低钻井液滤失量、封堵岩心孔隙，具有优异的封堵和降滤失效果，可应用于深井、超深井钻井液中。超深井钻井液中。
【技术实现步骤摘要】
一种高温稳定型微球基质及微球衍生物乳液、其制备方法与在钻井液中的应用
[0001]本专利技术涉及一种高温稳定型微球基质及微球衍生物乳液、其制备方法与在钻井液中的应用，属于钻井
技术介绍
[0002]随着浅层油气的逐渐枯竭，深层油气成为我国增储上产的重点。我国深部油气资源丰富，但伴随的高温高压及复杂的地层条件严重制约着深层油气的开发。钻井液作为钻井的血液，在深部地层钻进过程中常因高温导致钻井液封堵剂等处理剂失效，钻井液沿着地层裂缝向地层渗透，进而造成井壁垮塌、漏失及储层伤害等事故，造成重大经济损失并严重影响油气勘探开发的进程。目前封堵剂主要分为刚性封堵剂和柔性封堵剂，刚性材料如二氧化硅、碳酸钙等抗高温能力强，但与地层相互作用差、封堵效果不佳。柔性封堵剂以微球类聚合物封堵剂为主，但聚合物封堵剂存在高温降解与交联再聚合等问题，高温下聚合物封堵剂形态变小或变大，导致其不能有效封堵目标孔缝，造成经济失稳。中国专利文献CN112812245A提出了一种水基钻井液用抗高温承压封堵剂及其制备方法，但200℃作用后其砂床封堵性能大幅降低。中国专利文献CN111499790A提出了一种水基钻井液用抗高温聚合物微球纳米封堵剂及其制备方法，但该微球在高温粒径降低近40％。
[0003]目前，封堵微球的高温稳定性尚未得到较好解决，亟需开发一种高温稳定型微球以解决深部地层微孔隙封堵问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高温稳定型微球基质及微球衍生物乳液、其制备方法与在钻井液中的应用。本专利技术的微球基质及其衍生物在200℃的水分散体系中可以保持形态和分散的稳定性，并可以有效提高钻井液稳定性、降低钻井液滤失量、调控钻井液流变性，可应用于深层超深层油气钻探中。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种高温稳定型微球基质乳液，所述微球基质乳液是由共聚单体、乳化剂和引发剂I在水中聚合制得；所述共聚单体为苯乙烯和苯乙烯磺酸钠；以水的质量为100份计，所述共聚单体为20
‑
50份，所述乳化剂为0.1
‑
1份；所述引发剂I的质量为共聚单体质量的0.2
‑
0.8％。
[0007]根据本专利技术优选的，所述共聚单体中苯乙烯与苯乙烯磺酸钠的质量比为1:0.25
‑
0.75，进一步优选为1:0.3
‑
0.5。
[0008]根据本专利技术优选的，所述乳化剂为烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐(乳化剂MS
‑
1)或月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠(MES)。
[0009]根据本专利技术优选的，所述引发剂I为过硫酸铵和/或过硫酸钾。
[0010]根据本专利技术优选的，上述高温稳定型微球基质乳液的制备方法，包括步骤如下：
[0011]将共聚单体、乳化剂加入水中，进行剪切乳化，在氮气气氛下，将所得乳液升温至60
‑
85℃，之后加入引发剂I，在氮气气氛下进行反应，所得白色乳液即为高温稳定性微球基质乳液；
[0012]进一步优选的，所述剪切乳化步骤为：通过剪切乳化机在2000
‑
3000r/min的剪切速率下剪切乳化10
‑
30min；
[0013]进一步优选的，所述引发剂I是以引发剂I水溶液的形式加入体系中，所述引发剂I水溶液的浓度为0.1
‑
0.2g/mL；
[0014]进一步优选的，所述反应的时间为1
‑
4h；反应过程的搅拌速率为1200
‑
1800r/min。
[0015]本专利技术还提供了一种高温稳定型微球衍生物乳液的制备方法，包括步骤如下：
[0016](1)高温稳定型微球基质的制备
[0017]将共聚单体、乳化剂加入水中，进行剪切乳化，在氮气气氛下，将所得乳液升温至60
‑
85℃，之后加入引发剂I，在氮气气氛下反应0.5
‑
1h，得到反应液；
[0018](2)高温稳定型微球衍生物的制备
[0019]向步骤(1)的反应液中加入含有引发剂II的功能单体溶液，在氮气气氛下、60
‑
85℃下继续反应1
‑
4h，所得白色乳液即为高温稳定型微球衍生物乳液。
[0020]根据本专利技术，步骤(1)中的原料种类以及比例、剪切乳化条件与前述高温稳定型微球基质乳液的制备中相同。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述功能单体为丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、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、(3
‑
丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵中的一种或两种以上的组合。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述功能单体的质量为共聚单体质量的1
‑
30％，进一步优选为6
‑
15％。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述引发剂II为过硫酸铵和/或过硫酸钾；所述引发剂II的质量为功能单体质量的0.2
‑
0.8％。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述含有引发剂II的功能单体溶液是将功能单体和引发剂II加入水中得到，所述含有引发剂II的功能单体溶液中功能单体的浓度为0.3
‑
0.5g/mL。
[0025]本专利技术还提供了一种高温稳定型微球衍生物乳液，采用上述制备方法制备得到。
[0026]根据本专利技术，上述高温稳定型微球基质乳液或高温稳定型微球衍生物乳液在水基钻井液中的应用，用于钻井液封堵。
[0027]一种水基钻井液，所述水基钻井液包含上述高温稳定型微球基质乳液或高温稳定型微球衍生物乳液，还包括膨润土浆、降滤失剂、油田常用处理剂；每1L钻井液中加入20
‑
50g高温稳定型微球基质乳液或高温稳定型微球衍生物乳液。
[0028]进一步优选的，所述降滤失剂为磺化酚醛树脂、DSP
‑
1、DSP
‑
2的一种；
[0029]进一步优选的，所述油田常用处理剂包括但不限于润滑剂、增粘剂、降粘剂、提速剂、封堵剂等，如RH
‑
3、磺化沥青、NP
‑
1等。
[0030]根据本专利技术，上述水基钻井液的制备方法为本领域常用方法；优选的，其制备方法包括步骤如下：在6000
‑
8000r/min高速搅拌下，向100份水中加入4份膨润土和0.3份无水碳酸钠，搅拌2h后在室温下自然养护24h即得膨润土浆；将膨润土浆在6000
‑
8000r/min高速搅
拌20min后，加入降滤失剂，搅拌20min，再加入油田常用处理剂并各高速搅拌20min，再加入高温稳定型微球基质乳液或衍生物乳液并搅拌20min。
[0031]本专利技术的技术特点及有益效果如下：
[0032]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温稳定型微球基质乳液，其特征在于，所述微球基质乳液是由共聚单体、乳化剂和引发剂I在水中聚合制得；所述共聚单体为苯乙烯和苯乙烯磺酸钠；以水的质量为100份计，所述共聚单体为20
‑
50份，所述乳化剂为0.1
‑
1份；所述引发剂I的质量为共聚单体质量的0.2
‑
0.8％。2.根据权利要求1所述高温稳定型微球基质乳液，其特征在于，所述共聚单体中苯乙烯与苯乙烯磺酸钠的质量比为1:0.25
‑
0.75，优选为1:0.3
‑
0.5。3.根据权利要求1所述高温稳定型微球基质乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐或月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠；所述引发剂I为过硫酸铵和/或过硫酸钾。4.权利要求1所述高温稳定型微球基质乳液的制备方法，包括步骤如下：将共聚单体、乳化剂加入水中，进行剪切乳化，在氮气气氛下，将所得乳液升温至60
‑
85℃，之后加入引发剂I，在氮气气氛下进行反应，所得白色乳液即为高温稳定性微球基质乳液。5.根据权利要求4所述高温稳定型微球基质乳液的制备方法，其特征在于，，所述剪切乳化步骤为：通过剪切乳化机在2000
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3000r/min的剪切速率下剪切乳化10
‑
30min；所述引发剂I是以引发剂I水溶液的形式加入体系中，所述引发剂I水溶液的浓度为0.1
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0.2g/mL；所述反应的时间为1
‑
4h；反应过程的搅拌速率为1200
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1800r/min。6.一种高温稳定型微球衍生物乳液的制备方法，包括步骤如下：(1)高温稳定型微球基质的制备将共聚单体、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宪法，孙元伟，王宗轮，张泰丰，代志文，刘敬平，孙金声，吕开河，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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