CN102731711A - 乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种钻井液用乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法。将氢氧化钾、丙烯酸、丙烯酰胺混合在去离子水中，得到第一溶液；将表面活性剂混合在油溶性溶剂中得到第二溶液；将所述第一溶液用活性炭过滤一遍后然后滴加到所述第二溶液中，向所述第二溶液中加入引发剂的水溶液发生共聚反应得到乳液大分子强力包被剂。过程简单容易控制，使用反相乳液聚合方法聚合速度快，得到的大分子乳液稳定、长时间储存不分层，且产品具有很好的润滑性能，容易溶解在钻井液中，且抑制分散性强。

Description

乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物合成领域，尤其涉及一种钻井液用乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法。
技术背景
在石油钻井中传统使用的钻井液用聚合物大都是粉状的，分子量都做不高也不允许太高，原因是如果分子量做的太高，处理剂溶解起来会很困难，一部分漂浮在钻井液罐表面，相互结成几乎不再溶解的团块，一部分混入钻井液来不及完全溶解就被固控设备除掉，只有部分溶解并发挥作用，这样致使钻井液得不到及时处理，也影响施工；于是国内大部分钻井液用的聚合物的分子量都在300万到500万之间，而这样低的分子量的聚合物是难以实现强抑制性的。 
发明内容
为了克服现有的钻井液用聚合物溶解困难和仰制性弱的不足，本发明提供一种钻井液用乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其制备出的乳液聚合物大分子强力包被剂分子量高达600万至1200万，在泥浆体系中具有维护周期长、抑制分散性强、提粘携砂能力高、溶解速度快、润滑性能好等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，按原料重量份数计，第一份溶液由1至5份氢氧化钾、1至5份丙烯酸、1至5份丙烯酰胺混合在2至20份去离子的水中组成；第二份溶液由5至10份表面活性剂混合在1至20份油溶性溶剂中组成；制备步骤为：
步骤1：将所述的第一份溶液用活性炭过滤一遍然后滴加在所述的第二份溶液中，并将第一份溶液与第二份溶液混合后的混合溶液温度控制在45℃至55℃；
步骤2：待第一份溶液与第二份溶液混合后的混合溶液中出现拔丝现象时，向混合溶液中不断打入引发剂，当打入引发剂后混合溶液温度升到60℃则暂停打入引发剂，待温度低于60℃时再继续打入引发剂，如此循环打入引发剂直至混合溶液温度不再上升为止；
步骤3：然后将打入引发剂的混合溶液升温到60℃至80℃，温度达到之后再降温到30℃至50℃。
上述方案的一种优化方案为：所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯（Tween80）和失水山梨醇脂肪酸酯(Span80)按质量比为2~3:4~6混合得到的复合表面活性剂。 
上述方案的另一种优化方案为：所述油溶性溶剂为46号无荧光白油。
上述方案的再一种优化方案为：所述第一份溶液的浓度为15wt%。
上述方案的又一种优化方案为：所述引发剂为(NH4)2S2O8与NaHSO3的混合物。 
上述方案的更进一步优化方案为：所述引发剂由(NH4)2S2O8与NaHSO3按摩尔比为9~11:6~8混合组成。
本发明的有益效果是：引发剂由(NH4)2S2O8与NaHSO3按摩尔比为9~11:6~8混合组成，在此比例下生产的产品分子量稳定在600-1200万，在钻井泥浆中使用，有最佳抗盐性能和包被性能，且产品分子量在600-1200万范围内，对泥浆流变性能无影响；该产品是在常温下以乳液形式聚合而成的，分子量可达1200万，具有足够长的链长度以形成相当强的包被、抑制作用；该产品溶解速度非常快，一般加入钻井液后两分钟内便可完全溶解，并且绝无漂浮结块的现象，利用率达100％，使钻井液得到及时处理；因为该产品的分子量大、利用率高，所以其有效加量较小，一般维持钻井液中有1-2‰的含量就可将粘土含量控制在25g/L以内，达到满意的抑制效果；该产品中引入一定比例的正电基团-NH-，增加了吸附基团对粘土的吸附力，并且可以释放抑制型离子，防塌效果非常好；产品无毒、无荧光，适用于探井及对环保要求较高钻探环境；本发明制备的钻井液用乳液聚合物大分子强力包被剂是一种含钾基的丙烯酸、丙稀酰胺单体溶液聚合而成的有机高分子聚合物，它采用的是反相乳液聚合工艺，它的反应过程是分子连续两级反应过程；过程简单容易控制，使用反相乳液聚合方法聚合速度快，得到的大分子乳液稳定、长时间储存不分层。 
具体实施方式
乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，按原料重量份数计，第一份浓度为15wt%的溶液由2份氢氧化钾、5份丙烯酸、5份丙烯酰胺混合在2至20份去离子的水中组成；第二份溶液由5至10份表面活性剂混合在1至20份油溶性溶剂中组成；所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯（Tween80）和失水山梨醇脂肪酸酯(Span80)按质量比为1:2混合得到的复合表面活性剂；所述油溶性溶剂为46号无荧光白油；制备步骤为：
步骤1：将所述的第一份溶液用活性炭过滤一遍然后在搅拌状态下滴加在所述的第二份溶液中，并将第一份溶液与第二份溶液混合后的混合溶液温度控制在45℃至55℃；
步骤2：用干净的玻璃棒沾取少量混合溶液，用手指试拔丝情况，一旦出现拔丝现象立即向溶液中打入引发剂，当打入引发剂后混合溶液温度升到60℃则暂停打入引发剂，待温度低于60℃时再继续打入引发剂，如此循环打入引发剂直至混合溶液温度不再上升为止；所述的引发剂由(NH4)2S2O8与NaHSO3按摩尔比为9~11:6~8混合组成；
步骤3：然后将打入引发剂的混合溶液升温到70℃左右温度达到之后再降温到40℃左右。

Claims (6)

1.一种乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：按原料重量份数计，第一份溶液由1至5份氢氧化钾、1至5份丙烯酸、1至5份丙烯酰胺混合在2至20份去离子的水中组成；第二份溶液由5至10份表面活性剂混合在1至20份油溶性溶剂中组成；制备步骤为：
步骤1：将所述的第一份溶液用活性炭过滤一遍然后滴加在所述的第二份溶液中，并将第一份溶液与第二份溶液混合后的混合溶液温度控制在45℃至55℃；
步骤2：待第一份溶液与第二份溶液混合后的混合溶液中出现拔丝现象时，向混合溶液中不断打入引发剂，当打入引发剂后混合溶液温度升到60℃则暂停打入引发剂，待温度低于60℃时再继续打入引发剂，如此循环打入引发剂直至混合溶液温度不再上升为止；
步骤3：然后将打入引发剂的混合溶液升温到60℃至80℃，温度达到之后再降温到30℃至50℃。
2.根据权利要求1所述的乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯（Tween80）和失水山梨醇脂肪酸酯(Span80)按质量比为2~3:4~6混合得到的复合表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：所述油溶性溶剂为46号无荧光白油。
4.根据权利要求1所述的乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：所述第一份溶液的浓度为15wt%。
5.根据权利要求1所述的乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为(NH4)2S2O8与NaHSO3的混合物。
6.根据权利要求5所述的乳液聚合物大分子强力包被剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂由(NH4)2S2O8与NaHSO3按摩尔比为9~11:6~8混合组成。
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