【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油钻井降滤失，更具体地说，涉及一种钻井液用聚合物降滤失剂及其制备方法。
技术介绍
1、考虑到在深井钻井过程中容易频繁地遇到复杂地层，迫切需要研发既能降滤失，又能耐高温的降滤失剂。目前降滤失剂主要分为以下几类：能抗温150℃左右的聚合物类降滤失剂，但高温易降解；抗温160℃左右的两性离子聚合物，抗盐、降滤失效果较差；抗温120℃左右的纤维素类降滤失剂，抗高温性能较差。
2、因此在钻井环境中，具备封堵降滤失、改善泥饼质量的降滤失剂就显得尤为重要。目前急需制备一种自身稳定性强、耐高温、降滤失性能强的钻井液用降滤失剂。
技术实现思路
1、1. 要解决的问题
2、针对现有技术中钻井液用降滤失剂自身稳定性、耐高温性、降滤失性能等综合性能较差的问题，本专利技术提供一种钻井液用聚合物降滤失剂及其制备方法。
3、2. 技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、本专利技术的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其包括如下步骤：
6、（1）将n,n-二甲基丙烯酰胺（后续全文均用dma指代）、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸以1:（0.005~0.015）:（0.001~0.005）的摩尔比于水中混合均匀后注入一个尺寸为100×100×2 mm3且可透过紫外光的矩形模具中；
7、（2）将含有dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸的水溶液的矩形模具暴露于200~300
8、在上述步骤中，dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸在100×100×2 mm3矩形模具中被紫外光照射引发聚合及交联反应，将摩尔比控制为1:（0.005~0.015）:（0.001~0.005）并用紫外光直射矩形模具的100×100 mm2的一面能够在保证产物pdma一定聚合度的前提下充分交联，形成分子量适中、交联度高的a-pdma，这种a-pdma在组成降滤失剂后，随着溶剂（水或 dmf）自然挥发a-pdma会与后续步骤中的b-pdma-木质素杂化物发生自组装行为，通过溶胀过程形成浮于表层的具有稳定结构的a-pdma水凝胶涂层，从而有效降滤失。
9、（3）将dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂和木质素加入至溶剂dmf中在40~60℃下混合反应14~20小时，得到b型pdma和木质素的杂化物溶液，即b-pdma-木质素杂化物溶液；其中dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂的摩尔比为1:（0.001~0.005）:（0.0005~0.004），dma和木质素的质量比为1:（0.5~4）；
10、在上述步骤中，摩尔比为1:（0.001~0.005）:（0.0005~0.004）的dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和引发剂在40~60℃下发生聚合反应以及与木质素之间的杂化过程，同时，合适的摩尔比会形成分子量较高、交联度适中的b-pdma，这种特性的b-pdma在组成降滤失剂后，随着溶剂（水或 dmf）自然挥发b-pdma-木质素杂化物会与上述（2）步骤中的a-pdma发生自组装行为，通过溶胀过程使得b-pdma高分子水凝胶涂层介于a-pdma水凝胶涂层和木质素层之间将两者紧密耦合，而底部木质素聚集层凭借密集的范德华力与钻井环境中微孔隙界面形成较强的界面粘附，从而形成顶部a-pdma水凝胶涂层+中间b-pdma高分子水凝胶涂层+底部木质素层的高稳定性多元层结构，底部疏水的木质素聚集区域一方面使上中两层的水凝胶涂层具有高强韧性，另一方面限制了该水凝胶涂层在水中溶胀，进而形成一种密集的超薄水凝胶涂层覆盖于表面，达到高稳定的降滤失效果。
11、（4）将所述a-pdma加入至b-pdma-木质素杂化物溶液中混合并搅拌均匀，在室温下静置孵育12~36小时，得到a-pdma/b-pdma-木质素的混合凝胶，即为降滤失剂。
12、在上述步骤中，在室温下静置孵育能够使得a-pdma与b-pdma-木质素杂化物有效杂化，形成的降滤失剂在溶剂挥发过程中自组装成为高强韧性、高稳定性的多元层结构，其降滤失性较高，具体原理如前文所述。
13、进一步地，所述矩形模具的材质为紫外透过率≥90%的玻璃。
14、进一步地，在所述（1）步骤中，制备20ml浓度为1~10wt.%的dma水溶液，将n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸添加至dma水溶液中搅拌均匀，再将搅拌均匀后的混合水溶液注入所述矩形模具中。
15、进一步地，所述dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸的摩尔比为1:0.012:0.004。
16、进一步地，在所述（2）步骤中，所述紫外光的波长为360~380nm。
17、进一步地，在所述（2）步骤中，将反应完成后的产物置于30~40℃的环境下干燥得到所述a-pdma。
18、进一步地，在所述（3）步骤中，先将木质素加入至30ml溶剂dmf中搅拌至完全溶解得到浓度为1~10wt.%的木质素的dmf溶液，再将dma、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂加入至木质素的dmf溶液中进行反应。
19、进一步地，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮双环己腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
20、进一步地，在所述（4）步骤中，所述a-pdma和b-pdma-木质素杂化物中的b-pdma的质量比为1：（1.2~2.5）。
21、本专利技术还保护一种钻井液用聚合物降滤失剂，该钻井液用降滤失剂采用上述任意一项所述的制备方法制备得到。
22、3. 有益效果
23、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
24、（1）本专利技术的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，制得的钻井液用降滤失剂在填充到基浆中后，随着溶剂（水或 dmf）的挥发b-pdma-木质素杂化物会与a-pdma发生自组装行为，通过溶胀过程使得b-pdma高分子水凝胶涂层介于a-pdma水凝胶涂层和木质素层之间将两者紧密耦合，而分子量适中且高交联度高稳定性的a-pdma水凝胶涂层会浮于表面，底部木质素聚集层凭借密集的范德华力与钻井环境中微孔隙界面形成较强的界面粘附，从而形成顶部a-pdma水凝胶涂层+中间b-pdma高分子水凝胶涂层+底部木质素层的高稳定性多元层结构，底部疏水的木质素聚集区域一方面使上中两层的水凝胶涂层具有高强韧性，另一方面限制了水凝胶涂层在水中溶胀，进而形成一种密集的超薄水凝胶涂层覆盖于表面并填充微孔隙，达到高稳定的降滤失效果，在高温高压环境下仍有较低的滤失量。
25、（2）本专利技术的一种钻井液用聚合物降滤失剂，采用本专利技术的制备方法得到，具备本专利技术的制备方法的一切有益效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述矩形模具的材质为紫外透过率≥90%的玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（1）步骤中，制备20mL浓度为1~10wt.%的N,N-二甲基丙烯酰胺水溶液，将N,N-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸添加至N,N-二甲基丙烯酰胺水溶液中搅拌均匀，再将搅拌均匀后的混合水溶液注入所述矩形模具中。
4.根据权利要求3所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸的摩尔比为1:0.012:0.004。
5.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（2）步骤中，所述紫外光的波长为360~380nm。
6.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（2）步骤中，将反应完成后的产物置于30~40℃的环境
7.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（3）步骤中，先将木质素加入至30mL溶剂DMF中搅拌至完全溶解得到浓度为1~10wt.%的木质素的DMF溶液，再将N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂加入至木质素的DMF溶液中进行反应。
8.根据权利要求7所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮双环己腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（4）步骤中，所述A-PDMA和B-PDMA-木质素杂化物中的B-PDMA的质量比为1：（1.2~2.5）。
10.一种钻井液用聚合物降滤失剂，其特征在于，采用如权利要求1~9任意一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述矩形模具的材质为紫外透过率≥90%的玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（1）步骤中，制备20ml浓度为1~10wt.%的n,n-二甲基丙烯酰胺水溶液，将n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸添加至n,n-二甲基丙烯酰胺水溶液中搅拌均匀，再将搅拌均匀后的混合水溶液注入所述矩形模具中。
4.根据权利要求3所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和α-酮戊二酸的摩尔比为1:0.012:0.004。
5.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚合物降滤失剂的制备方法，其特征在于，在所述（2）步骤中，所述紫外光的波长为360~380nm。
6.根据权利要求1所述的一种钻井液用聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：王树永，臧运刚，李雅洁，万庆华，
申请(专利权)人：山东得顺源石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。