一種降濾失劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井液用抗高溫降濾失劑及其制備方法，該降濾失劑是2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基二烯丙基氯化銨和對(duì)苯乙烯磺酸鈉共聚而成，其摩爾比為3～6：6～9：1～2：1～2。制備過程如下：四種單體共混攪拌，通氮?dú)獬?，到達(dá)指定溫度時(shí)開始滴加引發(fā)劑，引發(fā)共聚反應(yīng)得到粘稠狀膠狀物，用無水乙醇反復(fù)提取，索氏提取法、有機(jī)溶劑溶解法除雜，得到純凈、干燥的共聚物降濾失劑。本發(fā)明的降濾失劑在淡水鉆井液、鹽水鉆井液中具有較好流變性能和降濾失性能，抗溫性能良好，降濾失劑分子結(jié)構(gòu)中，吸附水化基團(tuán)通過與粘土作用，改變粘土顆粒的粒徑，改變粘土膠粒表面的ζ電位，形成的濾餅薄而致密，滲透率低，可有效降低濾失量。
【專利說明】一種降濾失劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆井液降濾失劑，尤其涉及一種鉆井液抗高溫共聚物類降濾失劑 及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代石油工業(yè)的迅猛發(fā)展和對(duì)石油需求量的不斷增加，鉆遇地層日趨復(fù)雜， 鉆遇深井、超深井越來越多，井底溫度甚至達(dá)到200°C及以上，這對(duì)現(xiàn)代鉆井工藝技術(shù)提出 了巨大挑戰(zhàn)。
[0003] 降濾失劑作為鉆井液最重要的處理劑之一，對(duì)保證安全、快速、高效鉆井起著重要 作用。而高溫高壓的深井井下環(huán)境使普通鉆井液降濾失劑發(fā)生高溫交聯(lián)、高溫降解、高溫 增稠等使其濾失性和流變性失去控制，普通鉆井液降濾失劑已不能滿足深井超深井鉆井需 要，因此，抗高溫鉆井液降濾失劑的研發(fā)是最核心內(nèi)容。
[0004] 目前，現(xiàn)有的抗高溫降濾失劑主要分為天然/天然改性高分子化合物和合成聚合 物類降濾失劑。天然/天然改性高分子化合物類降濾失劑（主要包括纖維素、淀粉、腐殖 酸及其改性產(chǎn)物）主要用于鉆遇井底溫度不超過180°c的深井，因此其使用范圍受到限制。 而聚合物類降濾失劑是通過不飽和或環(huán)狀的碳鍵相互加成得到的，一般以一 C 一 C 一鍵作 為共聚物分子的主鏈，單體上的功能性基團(tuán)一般在共聚物的側(cè)鏈上。在共聚物高分子中，一 C 一 C 一鍵的斷裂需要很高的能量，即使環(huán)境溫度很高，也不易發(fā)生斷裂。因此，此類降濾失 劑的主鏈較其他類型的降濾失劑更加穩(wěn)定，抗溫性能力更強(qiáng)，使用溫度更高。
[0005] 總體來說，現(xiàn)有技術(shù)使用的聚合物降濾失劑相對(duì)分子量較高，為使其在高溫高鹽 條件下起較好降濾失作用，必須加大其用量，這樣帶來的不利因素或造成鉆井液體系粘度 增加或由于聚合物高溫增稠、高溫降解、高溫交聯(lián)等使其流變性不易控制?，F(xiàn)有的高溫高壓 降濾失劑磺化酚醛樹脂（SMP-1和SMP-2)可以基本滿足200°C以內(nèi)鉆井需要，但不能滿足超 高溫條件下鹽水和飽和鹽水高溫高壓濾失量和流變性的控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)上述缺點(diǎn)，從聚合物降濾失劑的作用機(jī)理出發(fā)，同時(shí)針對(duì)抗高溫這一 技術(shù)難題提供了一種抗高溫降濾失劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明公開了一種降濾失劑，其主要由2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、 N，N-二甲基二烯丙基氯化銨、對(duì)苯乙烯磺酸鈉為原料反應(yīng)制備而成，反應(yīng)式為：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種降濾失劑，其特征在于，其主要由2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、 N，N-二甲基二烯丙基氯化銨、對(duì)苯乙烯磺酸鈉為原料反應(yīng)制備而成； 所述原料2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、N，N-二甲基二烯丙基氯化銨和對(duì) 苯乙烯磺酸鈉的摩爾比為3?6 :6?9:1?2:1?2。
2. -種制備如權(quán)利要求1所述的降濾失劑方法，其特征在于，包括以下步驟： A. 將所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸溶于蒸餾水中，再在冰水浴中加入與所述 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸等摩爾量的氫氧化鈉； B. 調(diào)節(jié)步驟A溶液的pH為4?13,之后依次加入所述丙烯酰胺、所述N，N-二甲基二 烯丙基氯化銨和所述對(duì)苯乙烯磺酸鈉，并通入氮?dú)獠粩嗷旌蠑嚢璨⒓訜幔? C. 當(dāng)溫度達(dá)到50?120°C時(shí)，向混合溶液里滴加引發(fā)劑，所述引發(fā)劑加量是所述2-甲 基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、所述丙烯酰胺、所述N，N-二甲基二烯丙基氯化銨和所述對(duì)苯乙 烯磺酸鈉四種物質(zhì)總質(zhì)量的〇. 1 %?1. 〇%，之后進(jìn)行保溫反應(yīng)5?7小時(shí)得到粘稠狀膠狀 物； D. 將所述粘稠膠狀物用有機(jī)溶劑提取，進(jìn)行分離提純，并在40?70°C真空干燥箱干燥 得到所述降濾失劑； 其中步驟A中蒸餾水的用量為使總單體濃度控制在10%?35%之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，步驟B中用氫氧化鈉、氫 氧化鉀，氫氧化銨中的一種或多種調(diào)節(jié)步驟A溶液的pH為4?13。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，步驟D中所述粘稠膠狀物 用有機(jī)溶劑提取2?4次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，將所述提取后的產(chǎn)物用 索氏提取器進(jìn)行分離提純。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，將所述提取后的產(chǎn)物在 有機(jī)溶劑浸泡24?72h，然后在索氏提取器中用無水乙醇抽提。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2、5-7任一項(xiàng)所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶 劑為無水乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚、四氫呋喃、苯、甲苯、環(huán)己烷中的一種或 兩種以上任意比例的混合物。
【文檔編號(hào)】C08F220/58GK104403645SQ201410617819
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】白小東, 楊毅, 肖丁元, 王煦, 蒲曉林 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)