CN104357026A - 两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂及其制备方法 - Google Patents

两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂及其制备方法，属于水溶性高分子材料合成制备技术领域，由羧酸单体A、磺酸单体B、非离子单体C、阳离子单体D与无机材料单体E为原料，按照羧酸单体A、磺酸单体B、非离子单体C、阳离子单体D物质的量比为(5～40)：(25～10)：(65～35)：(5～15)的比例，无机材料单体E的用量为单体A、B、C、D及无机材料单体E总质量的5％～25％的比例投料，以水为溶剂，通过氧化-还原引发体系引发聚合得到。产品具有较强的防塌能力，能有效控制泥页岩水化分散、控制粘土造浆，渗透率恢复值高，具有较好的油气层保护效果，生产工艺简单、原料来源广，推广前景广阔。

Description

两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂及其制备方法，属于水溶性高分子材料合成制备技术领域。
技术背景：
钻井液技术的发展，实质是依赖于钻井液处理剂的发展。钻井液处理剂的研究开发主要沿着有机聚合物的固定模式，耐温抗盐的问题成为处理剂研制的难点。本发明人从处理剂分子设计原理出发，考虑到从有机到无机的过渡，研制出一系列新型的钻井液与完井液处理剂的产品。
本发明人在CN101429426中公开了无机-有机单体聚合物钻井液处理剂的制备方法，并开展了大量的研究工作，研制的产品在现场应用中见到了明显效果，《精细石油化工进展》王中华,杨小华,周乐群,等.于2002-12-15发表的“无机-有机聚合物钻井液处理剂Siop-C的合成与性能[J].”《精细石油化工进展》于2002(12)：1-5；闫道斌,安继承,刘明华,等发表的“无机-有机单体聚合物钻井液在中原油田的应用[J]”.《精细石油化工进展》于2004(7)：10-13发表的“耐温抗盐两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000的合成”。该研究成果所形成的产物在降滤失、抗温抗盐和抗高价金属离子方面表现了突出的特性，2007年4月通过河南省科技厅组织的技术鉴定，居世界领先水平。但所合成产物的抑制性方面还存在不足，为了进一步提高产物的抑制性，在前面研究的基础上，开展了抑制性无机-有机单体聚合物的研究工作。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术合成产物的抑制性不足的技术问题，通过引入阳离子单体，在保证聚合物降滤失性能的前提下，进一步提高聚合物的抑制和防塌能力，而提供一种两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂。
本发明的第二个目的是提供上述两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂的制备方法。
本发明两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂，其通式为式(1)或式(2)：
其中，式(1)和式(2)中E为无机材料单体，R1-R16各自独立的为H，C1～C10的直链或支链烷基，P为NH，O，X为Cl、Br、I，M为Na、K，y、z为1-4的整数。
所述的无机材料单体E为硅酸镁锂、硅酸镁铝无机凝胶、磷酸铝凝胶、膨润土、海泡石或凹凸棒土。
该两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水和无机材料单体E用胶体磨磨成无机水凝胶体；
(2)将碱和水加入反应釜，在温度不超过30℃的条件下慢慢加入羧酸单体A和磺酸单体B，加完后继续搅拌10～30分钟；然后加入步骤(1)所得的无机水凝胶体，搅拌0.5～1.5小时。搅拌时间达到后，加入非离子单体C、阳离子单体D，加完后继续搅拌15～30分钟，得到反应混合液；
(3)将步骤(2)得到的反应混合液加入聚合釜，搅拌5～10分钟，用质量分数10％～40％的氢氧化钠溶液将体系的pH值调至7～12；通氮5～30分钟，加入引发剂水溶液，搅拌3～5分钟后静止，控制聚合反应的起始温度为15～50℃，反应4～12小时，得到胶状产物；
(4)将步骤(3)所得的产物于100～130℃下烘干，粉碎即为本发明产品。
所述的羧酸单体A，如式(2a)或式(2b)所示：
其中，式(2a)中，R1、R2为H，R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为CH3，M为Na，或者，R1为CH3，R2、R3为H，M为Na，或者，R1为苯环，R2、R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为COOM，M为Na。
其中，式(2b)中，R1、R2为H，R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为CH3，M为Na，或者，R4为H，R5、R6为CH3，M为Na，y为1。
所述的羧酸单体A为丙烯酸、甲基丙烯酸、反式巴豆酸、肉桂酸、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸或衣康酸。
所述的磺酸单体B，如式(3)所示：
其中，式(3)中，R7为H、R8、R9为CH3，Q为NH，z为1，M为Na，或者，R7为H、R8、R9为CH3，Q为O，z为1，M为Na，或者，R7、R8、R9为H，Q为O，z为3，M为Na。
所述的磺酸单体B为和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸或丙烯酰氧基丁磺酸。
所述的非离子单体C，如式(4)所示：
其中，式(4)中R10、R11、R12为H，或者，R10为H、R11、R12为CH3，或者，R10、R11为H，R12为异丙基。
所述的非离子单体C为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或异丙基丙烯酰胺。
所述的阳离子单体D，如式(5)所示：
其中，式(5)中，R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为Br；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为I；或者，
R1为H；R14-R15为CH3，Q为O，X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH2CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH(CH3)CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH2CH2CH2CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3；Q为NH；X为Cl。
所述的阳离子单体D为3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基溴化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基碘化铵、3-丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三乙基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三异丙基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三丁基氯化铵或3-甲基丙烯酰胺-2-羟基丙基三甲基氯化铵。
所述的羧酸单体A:磺酸单体B:非离子单体C:阳离子单体D＝(5～40):(25～10):(65～35):(5～15)，物质的量比。
所述的无机材料E与水的质量比为1:3～5，E的用量为单体A、B、C、D和E总质量的5％～25％。
所述的碱：(羧酸单体A+磺酸单体B)为1:1，物质的量比。
所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或多种。
所述的引发剂为过硫酸盐/亚硫酸盐或过硫酸盐/亚铁盐组成的氧化还原引发体系，其中，过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠；亚硫酸盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠；亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁，引发剂用量为(A+B+C+D)总质量的0.15％～0.45％，过硫酸盐：亚硫酸盐或亚铁盐＝1：1。
本发明还提供了两性离子无机-有机单体聚合物作为钻井液处理剂的应用。
本发明采用无机凝胶与不饱和羧酸单体、不饱和磺酸单体、不饱和非离子单体和不饱和阳离子单体反应制备，在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液和复合盐水钻井液中均具有较强的降滤失作用。用于所处理的淡水钻井液、复合盐水钻井液，氯化钙盐水钻井液和饱和盐水钻井液具有较强的热稳定性。在饱和盐水钻井液中的抗钙能力明显优于普通丙烯酸多元共聚物。且具有较强的防塌能力，能有效控制泥页岩水化分散、控制粘土造浆，渗透率恢复值高，具有较好的油气层保护效果，可满足高温或高盐环境下的安全钻井施工的需要，能够控制水基钻井液高温高压条件下流变性、悬浮稳定性、黏土分散及滤失量。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：
(1)将582ml水和166.2克硅酸镁锂用胶体磨磨成无机水凝胶体；
(2)将160克氢氧化钠和750ml水加入反应器中，在30℃的条件下慢慢加入1.8摩尔丙烯酸和2.2摩尔2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，加完后继续搅拌10～30分钟。然后加入步骤(1)制备的无机水凝胶体，搅拌0.5小时。搅拌时间达到后，加入5.0摩尔丙烯酰胺、1.0摩尔3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵，加完后继续搅拌15分钟，得到反应混合液；
(3)将步骤(2)得到的反应混合液加入聚合釜，搅拌5分钟，用质量分数25％的氢氧化钠溶液将体系的pH值调制7。通氮5分钟，加入3.5克过硫酸铵，3.5克亚硫酸氢钠，搅拌约3min后静止，控制聚合反应的起始温度为15℃，反应4小时，得到胶状产物；将所得产物于100℃下烘干，粉碎即为本发明产品B。
测试B在复合盐水钻井液中150℃/16h老化后的性能，将B加量为1.5％配成1％水溶液，于25℃用六速旋转粘度计测定表观粘度。
实施例2：
(1)将178ml水和59.6克硅酸镁锂用胶体磨磨成无机水凝胶体；
(2)将配方量的120克氢氧化钠和617ml水加入反应器中，在28℃的条件下慢慢加入0.5摩尔丙烯酸和2.5摩尔2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，加完后继续搅拌25分钟。然后加入步骤(1)制备的无机水凝胶体，搅拌1小时。搅拌时间达到后，加入6.5摩尔丙烯酰胺、0.5摩尔3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵，加完后继续搅拌25分钟，得到反应混合液；
(3)将步骤(2)得到的反应混合液加入聚合釜，搅拌8分钟，用质量分数30％的氢氧化钠溶液将体系的pH值调制8。通氮25分钟，加入1.7克过硫酸铵，1.7克亚硫酸氢钠，搅拌约4min后静止，控制聚合反应的起始温度为45℃，反应10小时，得到胶状产物。将所得产物于120℃下烘干，粉碎即为产品。
实施例3：
(1)将1800ml水和359.6克铝镁硅酸盐无机凝胶用胶体磨磨成无机水凝胶体；
(2)将配方量的200克氢氧化钠和1556ml水加入反应器中，在20℃的条件下慢慢加入4摩尔丙烯酸和1摩尔2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，加完后继续搅拌20分钟。然后加入步骤(1)制备的无机水凝胶体，搅拌0.5小时。搅拌时间达到后，加入3.5摩尔非离子单体C、1.5摩尔3-甲基丙烯酰胺-2-羟基丙基三甲基氯化铵，加完后继续搅拌20分钟，得到反应混合液；
(3)将步骤(2)得到的反应混合液加入聚合釜，搅拌5分钟，用质量分数10％％的氢氧化钠溶液将体系的pH值调制12。通氮5分钟，加入4.85克过硫酸铵，4.85克亚硫酸氢钠，搅拌约3min后静止，控制聚合反应的起始温度为15℃，反应4小时，得到胶状产物；将所得产物于100℃下烘干，粉碎即为产品。
实施例4-9，按照实施例1的方法，只是将反应物用下表物质替代。
表1实施例4-9部分反应物列表
比较例1：按照实施例1的方法，制备时不加无机凝胶，合成纯粹的有机聚合物。
比较例2：将比较例1得到的有机聚合物与实施例1配方量的无机材料机械混合得到比例2的样品。
表2实施例和比较例性能参数对比表
从表2中结果可以看出，与纯粹的有机单体聚合物相比，在有机单体配比一定的情况下，引入无机材料后可以进一步提高处理剂在复合盐水钻井液中的降滤失能力，同时可以看出，本发明的处理剂效果明显优于用纯粹的有机单体聚合物和无机材料复配产物效果。
针对本发明的钻井液性能进行评价与应用，用实施例1所得本发明样品进行钻井液实验，结果如下：
1、聚合物加量对不同类型钻井液性能的影响
为了考察在不同类型钻井液中的适用性，首先进行了聚合物加量对淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液和复合盐水钻井液性能的影响实验。
(1)淡水钻井液
表3是B加量对淡水钻井液性能的影响实验结果。
表3B加量对淡水钻井液性能的影响
从表3可以看出，本发明在淡水钻井液中具有较强的降滤失作用，当加量为0.1％时就可使钻井液的滤失量明显降低。对于钻井液的粘度和切力而言，随着聚合物加量的增加，钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力和初终切等均大幅度地增加，表现出了较强的提粘切能力，从实验结果看，聚合物的加入改善了钻井液的剪切稀释特性。
(2)盐水钻井液
表4是B加量对盐水钻井液性能的影响实验结果。
表4B加量对盐水钻井液性能的影响
从表4可以看出，本发明在淡水钻井液中具有较强的降滤失作用，当加量为0.3％时就可使钻井液的滤失量明显降低，而且表现出了较强的提粘能力。
(3)饱和盐水钻井液
表5是B加量对饱和盐水钻井液性能的影响实验结果。
表5B加量对饱和盐水钻井液性能的影响
从表5可以看出，本发明在饱和盐水钻井液中也具有较强的降滤失作用，但在B加量较低时由于聚合物对钻井液产生絮凝作用，滤失量降低不明显，钻井液的粘度和切力出现降低，而当B加量达到0.5％时，本发明的护胶作用开始占优势，滤失量出现明显的降低趋势，并随着本发明样品加量的增加而逐渐降低，钻井液的粘度也逐渐地出现升高。
(4)复合盐水钻井液
表6是B加量对复合盐水钻井液性能的影响实验结果。
表6B加量对复合盐水钻井液性能的影响
从表6可以看出，本发明在复合盐水钻井液中具有较强的降滤失作用，当B加量为0.1％时就可使钻井液的滤失量明显降低，当B加量0.3％时就可以使钻井液的滤失量降至10mL以下，而PAMS-601在B加量0.5％时才能达到同样的效果，并且表现出了较强的提粘能力。
2、抗温实验结果
(1)表7是不同的聚合物及其加量对复合盐水钻井液性能的影响。
表7不同聚合物加量对复合盐水钻井液滤失量的影响(150℃/16h)
注：COP-H、COP-L和A-903均为现场应用的聚合物处理剂。
从表7可以看出，本发明比普通聚合物有更好的降滤失效果，其在加量为0.5％时的效果比普通聚合物加量1.5％时的效果还好，这进一步证明了本节合成聚合物的优越性，也反映了所合成聚合物的耐温抗盐能力，也从一个方面证明了采用无机单体和有机单体合成的聚合物具有更强的抗污染能力，同时也证明了分子设计的可行性。表中流变性数据表明，本发明样品还具有一定的提粘切能力。
(2)在含钙钻井液中的效果
表8是150℃/16h老化后不同聚合物对含4％CaCl2盐水钻井液滤失量的影响试验。
表8不同聚合物在氯化钙盐水钻井液中的性能对比(150℃/16h)
基浆组成:1000mL水+40g抗盐土+100gNaCl+40gCaCl2；COP-H、COP-L、SL-1和PAMS-601均为现场应用的聚合物处理剂
从表8滤失量数据可以看出，所合成共聚物在钙含量高的情况下具有更明显的优势。表8结果表明，在含有4％氯化钙和10％氯化钠的钻井液中，所有对比的普通聚合物均失去了控制滤失量的能力(普通聚合物分子上的水化基团为羧酸基，当遇到高价金属离子时发生沉淀而失去作用)，而本发明样品仍然能够较好地控制钻井液的滤失量(无机-有机单体聚合物分子中的水化基团为磺酸基和羟基，加之无机联结基的存在提高了产品的抗盐能力，特别是抗高价金属离子的能力)，其降滤失量的能力不仅明显优于普通聚合物，而且优于磺酸盐聚合物PAMS-601。
(3)聚合物在饱和盐水钻井液中的效果对比
表9和表10是不同聚合物在饱和盐水膨润土和抗盐土钻井液中的对比实验结果。
表9不同聚合物在饱和盐水膨润土钻井液中的性能对比(180℃/16h老化后)
注：COP-H、COP-L和SL-1均为现场应用的聚合物处理剂。
表10不同聚合物在饱和盐水抗盐土钻井液中的性能对比(180℃/16h老化后)
注：COP-H、COP-L、SL-1和PAMS-601均为现场应用的聚合物处理剂。
从表9和10可以看出，本发明样品具有较强的耐温抗盐能力，在加量为2％时，其降滤失效果不仅优于普通的丙烯酸多元共聚物，而且还略优于磺酸盐聚合物PAMS601。
3、抑制性试验结果
(1)对粘土的抑制能力
对于良好的钻井液处理剂在具有良好的降滤失能力的同时，还应具有较好的包被和抑制能力。为考察合成共聚物的抑制能力，进行了抑制造浆试验，分别在2％钙膨润土基浆和含不同量的共聚物样品的2％钙膨润土基浆中加入10％的钙膨润土，经过150℃滚动16h后测钻井液的流变性能，结果见表11。实验结果表明，当共聚物加量为0.1％时，即可有效地抑制膨润土的分散，证明共聚物具有较强的抑制膨润土分散能力。
表11共聚物对膨润土的抑制性实验
注:表观粘度上升率＝(AV1-AV0)/AV0×100％，，AV0—基浆表观粘度，AV1—基浆加入钙膨润土后钻井液的表观粘度。
(2)页岩滚动回收率试验
为了进一步考察合成共聚物的防塌能力，进行了页岩滚动回收率试验，同时和阴离子型聚合物PAMS601进行了对比，表12是页岩滚动回收率试验结果(实验所用页岩样为马12井井深2700m处的岩屑)。
表12页岩滚动回收率试验结果
从表12可看出，0.1％合成共聚物水溶液的一次回收率可达到96.3％，相对回收率可达到92.22％，较高的相对回收率表明，本发明样品聚合物在页岩表面的吸附能力强。在较小的共聚物含量下，就能大大提高页岩的回收率，而且明显优于阴离子处理剂，说明所合成共聚物具有较强的抑制性，能有效控制泥页岩水化分散、控制土般含及固相，有利于对油气层的保护。
4、配伍性实验
为了考察本发明样品的配伍性，进行了在井浆的效果试验。取濮侧2-149井、新濮3-227的钻井液，在室内进行配伍性试验，首先将原井浆用1：1饱和盐水对钻井液进行
污染处理，对所得钻井液进行试验，结果见表13和14。
表13本发明样品加量对濮侧2-149井浆性能的影响*
注：濮侧2-149井2500m井浆，膨润土含量53.6g/l，氯离子4780mg/l，含砂0.3％，高温高压滤失量19mL。
表14本发明样品加量对新濮3-277井浆性能的影响*
注：新濮3-277井2860m井浆，膨润土含量35.8g/l，氯离子3410mg/l，含砂0.3％，高温高压滤失量19mL。
从表13和14可以看出，本发明样品在经过饱和盐水污染的现场井浆中具有较好的降滤失和控制钻井液的流变性的能力。证明本发明样品聚合物与现场所用的处理剂具有较好的配伍性。
5、渗透率恢复值
为了考察本发明样品聚合物对油气层的保护效果，进行了渗透率恢复值试验，结果见表15。从表中可以看出本发明合成的本发明样品聚合物具有较好的油气层保护效果。
表15本发明样品聚合物渗透率恢复值试验

Claims (16)

1.两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂，其特征在于：其结构通式为式(1)或式(2)：
其中，式(1)和式(2)中E为无机材料单体，R1-R16各自独立的为H，C1～C10为直链或支链烷基，P为NH，O，X为Cl、Br、I，M为Na、K，y、z为1-4的整数。
2.根据权利要求1所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂，其特征在于：所述的无机材料单体E为硅酸镁锂、硅酸镁铝无机凝胶、磷酸铝凝胶、膨润土、海泡石或凹凸棒土。
3.两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，包括如下步骤：
(1)将水和无机材料单体E用胶体磨磨成无机水凝胶体；
(2)将碱和水加入反应釜，在温度不超过30℃的条件下慢慢加入羧酸单体A和磺酸单体B，加完后继续搅拌10～30分钟；然后加入步骤(1)所得的无机水凝胶体，搅拌0.5～1.5小时；搅拌时间达到后，加入非离子单体C、阳离子单体D，加完后继续搅拌15～30分钟，得到反应混合液；
(3)将步骤(2)得到的反应混合液加入聚合釜，搅拌5～10分钟，用质量分数10％～40％的氢氧化钠溶液将体系的pH值调至7～12；通氮5～30分钟，加入引发剂水溶液，搅拌3～5分钟后静止，控制聚合反应的起始温度为15～50℃，反应4～12小时，得到胶状产物；
(4)将步骤(3)所得的产物于100～130℃下烘干，粉碎即为本发明产品。
4.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的羧酸单体A，如式(2a)或式(2b)所示：
其中，式(2a)中，R1、R2为H，R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为CH3，M为Na，或者，R1为CH3，R2、R3为H，M为Na，或者，R1为苯环，R2、R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为COOM，M为Na；
其中，式(2b)中，R1、R2为H，R3为H，M为Na，或者，R1、R2为H，R3为CH3，M为Na，或者，R4为H，R5、R6为CH3，M为Na，y为1。
5.根据权利要求3或4所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的羧酸单体A为丙烯酸、甲基丙烯酸、反式巴豆酸、肉桂酸、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸或衣康酸。
6.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的磺酸单体B，如式(3)所示：
其中，式(3)中，R7为H、R8、R9为CH3，Q为NH，z为1，M为Na，或者，R7为H、R8、R9为CH3，Q为O，z为1，M为Na，或者，R7、R8、R9为H，Q为O，z为3，M为Na。
7.根据权利要求3或6所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的磺酸单体B为和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸或丙烯酰氧基丁磺酸。
8.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的非离子单体C，如式(4)所示：
其中，式(4)中R10、R11、R12为H，或者，R10为H、R11、R12为CH3，或者，R10、R11为H，R12为异丙基。
9.根据权利要求3或8所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的非离子单体C为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或异丙基丙烯酰胺。
10.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的阳离子单体D，如式(5)所示：
其中，式(5)中，R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为Br；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3，Q为O，X为I；或者，
R1为H；R14-R15为CH3，Q为O，X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH2CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH(CH3)CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH2CH2CH2CH3；Q为O；X为Cl；或者，
R13为CH3，R14-R15为CH3；Q为NH；X为Cl。
11.根据权利要求3或10所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的阳离子单体D为3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基溴化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基碘化铵、3-丙烯酰氧-2-羟基丙基三甲基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三乙基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三异丙基氯化铵、3-甲基丙烯酰氧-2-羟基丙基三丁基氯化铵或3-甲基丙烯酰胺-2-羟基丙基三甲基氯化铵。
12.根据权利要求3～11中任一所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：羧酸单体A:磺酸单体B:非离子单体C:阳离子单体D＝(5～40):(25～10):(65～35):(5～15)，物质的量比。
13.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的无机材料E与水的质量比为1:3～5，E的用量为单体A、B、C、D和E总质量的5％～25％。
14.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的碱：(羧酸单体A+磺酸单体B)为1:1，物质的量比。
15.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种或多种。
16.根据权利要求3所述的两性离子无机-有机单体聚合物钻井液处理剂制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸盐/亚硫酸盐或过硫酸盐/亚铁盐组成的氧化还原引发体系，其中，过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠；亚硫酸盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠或焦亚硫酸钠；亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁，引发剂用量为(A+B+C+D)总质量的0.15％～0.45％，过硫酸盐：亚硫酸盐或亚铁盐＝1：1。
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