CN110591669B - 钻井液用稀释剂硅醚聚合物 - Google Patents
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Abstract
一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，由下述原料制成：清水100～110份，富马酸20～35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基卞基氯化铵20～35份，引发剂1～3份，阻聚剂1～3份，含氢硅氧烷5～10份，烯丙基聚醚5～12份，催化剂1～3份，聚衣康酸钠20～30份。阻聚剂为FeCl3水溶液，质量百分比浓度为0.01％～0.02％；催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，质量百分比浓度为0.02％～0.03％。本发明性能良好，在淡水浆及盐膏层中具有良好的稀释作用，对钻井液体系具有分散、润滑、消泡等作用，能有效地抑制页岩水化，改善钻井液的造壁功能，提高了钻井质量和钻井效率。它属于环保型产品，无毒、无害，自然条件下可缓慢降解，对环境不会造成不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井助剂，具体是一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，本发明还涉及所述钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法。
背景技术
在钻井过程中由于钻屑等固相颗粒的侵入和分散，易引起钻井液体系的粘度和切力大幅增加，随着钻井深度的增加，为了满足钻井液高密度的特性需要添加更多的固相加重剂，造成钻井液稠化，切力增加，流动性差，严重影响正常钻进，造成泵压升高，钻具阻力增大，增加事故风险，因此可通过添加钻井液用稀释剂调节钻井液流型，保证现场钻井工作的正常进行。目前市场上的钻井液稀释剂主要有磺酸盐类，聚合物类、有机硅类等由于目前受环保大方向的影响，磺酸根对地下水的COD影响大，逐渐被取代；有机硅类稀释剂在盐膏层中生成硅酸钙絮状沉淀，造成钻井液稠化，失去降粘效果；聚合物类稀释剂综合加量大，维护周期短，钻井成本高。
发明人检索到以下相关专利文献：CN109054781A公开了一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物及其制备方法，稀释剂硅醚聚合物是由下述原料制成的：去离子水、丙烯酸钠、丙烯酰胺、片碱、引发剂、聚醚改性硅氧烷、聚天门冬氨酸。制备方法：将去离子水、丙烯酰胺和丙烯酸钠加入反应釜中，搅拌，完全溶解，加入片碱，升温，加入引发剂，反应，得到AM-丙烯酸钠共聚物胶液；加入聚醚改性硅氧烷和聚天门冬氨酸，混合搅拌均匀，冷却至室温，即得。CN104910878A公开了一种抗高温抗盐钻井液用稀释剂及其制备方法，1、在配料容器中加入8～10重量份的水，8～12重量份浓度为92％的硫酸，50～60重量份含量为85wt％的硫酸亚铁，搅拌均匀后，再加入9～11重量份浓度为35％双氧水，加双氧水时要缓慢，温度控制在78℃以下，制成的硫酸高铁当量浓度为8.0～10.0N；2、常温常压下向反应容器种依次加入200～220重量份的浓度为48～50％的木质素磺酸钙和步骤1中配制的硫酸高铁置换剂，投料后将反应容器内的温度升至80～85℃，保温30～40分钟，将置换好的液料进行过滤，除去沉淀物硫酸钙；3、将除去硫酸钙的滤液投入反应器中，加入2～4重量份的二氧化锰，升温至 85～90℃，保温40～50分钟后，氧化完成可以出料；4、常温常压下反应容器中加入50～60重量份的水，50～60重量份的腐植酸，边投料边搅拌，再慢慢投入6～8重量份的氢氧化钾，封闭投料口，升温至80～85℃保温两小时，放料经过过滤机过滤后，滤液返回反应器中，再投入2～4重量份亚硫酸钠，再投入2～4重量份甲醛溶液，升温至95～98℃，保温2.5小时出料；5、将步骤3和步骤4做好的料投入容器中，加入1～2重量份的AMPS，然后升温至95～98℃，保温2.5小时，出料干燥成粉体物料。CN103059821A 公开了一种钻井液稀释剂复合甲基硅酸盐的制备方法，包括以下步骤：(1) 制备甲基硅酸盐：在反应器中加入水，然后加入碱，碱溶解后温度升到70～ 90℃，加入甲基硅酸，继续升温在90～110℃反应生成甲基硅酸盐；所述的水、甲基硅酸与碱的重量比为1：0.1～0.3：0.2～0.6；(2)制备复合甲基硅酸盐：向生成的甲基硅酸盐中加入水玻璃和低分子量聚丙烯酸盐，充分搅拌均匀后加入有机锡催化剂，在90～120℃反应3-5小时得到有效物含量25～40％液体稀释剂产品复合甲基硅酸盐。该钻井液稀释剂复合甲基硅酸盐具有稀释效果好、成本低、适用范围宽、稳定时间长、可抗150℃以上高温的优点。CN107828016A公开了一种钻井液用降粘剂的制备方法，该方法包括以下步骤：1)将10～20份丙烯酸、15～25份2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸溶解于75～135份去离子水中，备用；将0.15～0.3份引发剂溶于5～9份去离子水中，备用；将5～15份马来酸酐和1.2～2.4份活性调节剂溶于20～60份去离子水中充分搅拌后转入反应釜中；2)将反应釜加热至60℃后，边搅拌将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合溶液和引发剂溶液同时缓慢滴加，滴加结束后，将混合溶液加热至90℃边搅拌边反应3～4h得到初步产品，再用碱性试剂将产品pH调至7～8后加入60～120 份氨基三甲叉磷酸钠复配共混，出料，得到共聚物钻井液稀释剂。
上述技术有的生产工艺复杂，成本高，有的抗温性、抗盐能力较差，受环境保护和性能指标的影响，适用范围窄。不能同时满足当前环保要求和钻井现场的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，它绿色环保，不含对环境有影响的成分及元素，具有良好的生物降解性，且它的抗温性能良好，在淡水泥浆体系及盐膏层中具有良好的稀释作用，从而提高钻井质量与效率，达到市场上使用范围较广的稀释剂的技术要求。
为此，本发明还要提供所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其技术方案在于它是由下述质量份数(质量配比、重量配比)的原料制成的：清水100～110份，富马酸20～ 35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵20～35份，引发剂1～3份，阻聚剂1～3份，含氢硅氧烷5～10份，烯丙基聚醚5～12份，催化剂1～ 3份，聚衣康酸钠20～30份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％～0.02％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％～0.03％(即将六氯合铂酸溶于异丙醇内，制得六氯合铂酸溶液，溶质六氯合铂酸的质量占全部六氯合铂酸溶液的质量百分比为0.02％～0.03％)，上述的烯丙基聚醚的聚合度为20～30，上述的聚衣康酸钠相对分子量为4000～5000。
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水100～110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至60～75℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1～ 2h(反应温度为60～75℃)，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH 值至中性，即得到共聚物胶液(保持此共聚物胶液的温度在50～55℃，备用)；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30～35min(30～35 分钟)，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至70～90℃，在搅拌情况下反应 5～7h(反应5～7小时，反应温度为70～90℃)，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物(改性聚醚硅氧烷)，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中(步骤①的反应釜内具有共聚物胶液)，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或两种或三种原料的组合，组合时其质量配比是任意的。上述的烯丙基聚醚的分子量为2000～2500。上述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法中，步骤①、步骤②中开启搅拌情况下，搅拌速率最好为50～100r/min。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水100份，富马酸35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵25份，引发剂1.5份，阻聚剂1.5份，含氢硅氧烷7份，烯丙基聚醚8份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠25份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％；上述的烯丙基聚醚的聚合度为22，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4000，上述的引发剂为过硫酸铵。所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至70℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在50℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至80℃，在搅拌情况下反应6h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水105份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵30份，引发剂2份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷5份，烯丙基聚醚5.5份，催化剂1份，聚衣康酸钠20份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为25，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4500，上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾两种原料的组合，组合时其质量配比是1:1。所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水105份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至 75℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在52℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至90℃，在搅拌情况下反应5.5h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水110份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵35份，引发剂2.5份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷10份，烯丙基聚醚11份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠30份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为29，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为5000，上述的引发剂为过硫酸钠。所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至65℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为2h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在54～55℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至75℃，在搅拌情况下反应7h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
上述各组分(原料)为市售商品，比如聚衣康酸钠可以采用青岛琅琊台集团股份有限公司生产的产品。本发明在钻井液中的加量(用量)为 1.5％～2.0％(重量百分比)。
本发明提供了一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物及其制备方法，本发明的制备方法包括以下步骤：合成富马酸-甲基丙烯酰氧乙基二甲基卞基氯化铵共聚物胶液、制备聚醚硅氧烷、制备稀释剂。本发明的钻井液用稀释剂硅醚聚合物具有良好的性能，参见本说明书后面的表1和表2。本发明的性能为：pH≤12，在淡水浆中室温降粘率≥85.0％、180℃老化后的降粘率≥85.0％，在盐水浆中室温降粘率≥75.0％、180℃老化后的降粘率≥75.0％。本发明的稀释降粘性能良好，与已有相关的钻井液用稀释剂相比，降粘性能提高了10％～20％左右，且本发明的工艺步骤相对简单，易于控制和实现，它适用范围广，可用于工业化大规模生产。
综上所述，本发明在180℃高温下性能良好，在淡水泥浆体系及盐膏层中具有良好的稀释作用，是维护泥浆性能的良好处理剂，该产品(本发明)绿色环保，具有良好的生物降解性，达到了市场上使用范围较广的稀释剂的技术要求。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1～3为本发明所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：本发明所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水100份，富马酸35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵25份，引发剂1.5份，阻聚剂1.5份，含氢硅氧烷7份，烯丙基聚醚8份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠25份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％；上述的烯丙基聚醚的聚合度为22，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4000，上述的引发剂为过硫酸铵。
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下(搅拌速度即搅拌速率为85～90r/min)，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基卞基氯化铵，缓慢加热至70℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h(反应温度为70℃)，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在50℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下(搅拌速率为60～70r/min)，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至80℃，在搅拌情况下反应6h(反应温度为80℃)，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
实施例2：本发明所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水105份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵30份，引发剂2份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷5份，烯丙基聚醚 5.5份，催化剂1份，聚衣康酸钠20份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液， FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为25，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4500，上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾两种原料的组合，组合时其质量配比是1:1。
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水105份、开启搅拌情况下(搅拌速率为80～85r/min)，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至75℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h(反应温度为75℃)，加入阻聚剂，最后加入片碱 NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在 52℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下(搅拌速率为 70～80r/min)，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至90℃，在搅拌情况下反应5.5h(反应温度为90℃)，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
实施例3：本发明所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水110份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵35份，引发剂2.5份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷10份，烯丙基聚醚11份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠30份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为29，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为5000，上述的引发剂为过硫酸钠。
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下(搅拌速率为75～80r/min)，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至65℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为2h(反应温度为65℃)，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在54～ 55℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下(搅拌速率为 65～75r/min)，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至75℃，在搅拌情况下反应7h(反应温度为75℃)，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
本发明以上制得的钻井液用稀释剂硅醚聚合物在钻井液中的加量为 1.5％～2.0％(重量百分比)。
以下为本发明的试验部分：
pH值：称取试样1.00g置于150mL烧杯中，加入100mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌至溶解，静置5min后将试纸浸入试液中0.5s后取出，与色板比较即得pH值。
钻井液性能试验：
基浆配制：在高搅杯中加入400mL蒸馏水，28.0g钻井液试验配浆用膨润土，1.00g无水碳酸钠，高速搅拌20min，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，于25℃±1℃下密闭养护24h。
取配制好的基浆，在低速(4000r/min)搅拌下，缓慢加入290.0g重晶石粉，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，使其基浆密度提高至1.50g/cm3±0.01g/cm3范围内(否则需调整重晶石的加量)，再低速搅拌30min，搅拌完成后立即按GB/T 16783.1中的规定测试基浆的Φ100 读值。
淡水浆性能：
室温降粘率测定：取养护并加重后的基浆，加入6.00g试样，高速搅拌20min，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物。待搅拌完成后按GB/T 16783.1中的规定测试试样浆的Φ100读值。
老化降粘率测定：取养护并加重后的基浆两杯，分别加入8.00g试样，高速搅拌20min，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物。搅拌完成后装入高温罐，分别于150℃和180℃下热滚16h，冷却至室温取出，高速搅拌10min，待搅拌完成后按GB/T16783.1中的规定测试试样浆的Φ100读值。
式中：
DI——降粘率，用百分数表示(％)；
Φ100——基浆的100转读值；
Φ'100——室温或老化后试样浆的100转读值。
盐水性能：
室温降粘率测定：取养护并加重后的基浆，加入6.00g试样，高速搅拌20min，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，再加入 16g氯化钠和1g氯化钙，高速搅拌10min。待搅拌完成后按GB/T 16783.1 中的规定测试试样浆的Φ100读值。
老化降粘率测定：取养护并加重后的基浆两杯，分别加入8.00g试样，高速搅拌20min，在搅拌过程中停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物再加入16g氯化钠和1g氯化钙，高速搅拌10min。搅拌完成后装入高温罐，分别于150℃和180℃下热滚16h，冷却至室温取出，高速搅拌10min，待搅拌完成后按GB/T 16783.1中的规定测试试样浆的Φ100读值。
表1各实施例钻井液用稀释剂硅醚聚合物性能测定结果
表2各实施例钻井液用稀释剂硅醚聚合物抗盐性能测定结果
| 实施例 | 室温降粘率，％ | 150℃老化后降粘率，％ | 180℃老化后降粘率，％ |
| 实施例1 | 81.2 | 78.6 | 76.2 |
| 实施例2 | 78.5 | 78.1 | 75.3 |
| 实施例3 | 81.8 | 79.1 | 75.9 |
由表1和表2可知：本发明各实施例制备的钻井液用稀释剂硅醚聚合物均能达到良好的性能效果。本发明在钻井液中的加量(重量百分比)为 1.5～2.0％。本发明的稀释降粘性能良好，与已有相关的钻井液用稀释剂相比，在相同实验条件下，本发明的降粘率提高了10％～20％左右，在复合盐水中具有较好的降粘效果，且本发明的工艺步骤相对简单，易于控制和实现，可用于工业化大规模生产。
本发明提供了一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，它绿色环保，不含对环境有(不利)影响的成分及元素，具有良好的生物降解性，属于环保型产品，无毒、无害，自然条件下可缓慢降解，对环境不会造成不利影响。且它的抗温性能良好，在淡水泥浆体系及盐膏层中具有良好的稀释作用，对钻井液体系具有分散、润滑、消泡等作用，能有效地抑制页岩水化，改善钻井液的造壁功能，提高了钻井质量与效率。
综上所述，本发明在180℃高温下性能良好，在淡水泥浆体系及盐膏层中具有良好的稀释作用，是维护泥浆性能的良好处理剂，本发明的产品绿色环保，具有良好的生物降解性，达到了市场上使用范围较广的稀释剂的技术要求。
Claims (7)
1.一种钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水100～110份，富马酸20～35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵20～35份，引发剂1～3份，阻聚剂1～3份，含氢硅氧烷5～10份，烯丙基聚醚5～12份，催化剂1～3份，聚衣康酸钠20～30份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％～0.02％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％～0.03％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为20～30，上述的聚衣康酸钠相对分子量为4000～5000；
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水100～110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至60～75℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1～2h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在50～55℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30～35min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至70～90℃，在搅拌情况下反应5～7h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
2.根据权利要求1所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或两种或三种原料的组合，组合时其质量配比是任意的。
3.根据权利要求1所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于上述的烯丙基聚醚的分子量为2000～2500。
4.根据权利要求1所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水100份，富马酸35份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵25份，引发剂1.5份，阻聚剂1.5份，含氢硅氧烷7份，烯丙基聚醚8份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠25份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％；上述的烯丙基聚醚的聚合度为22，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4000，上述的引发剂为过硫酸铵；
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基卞基氯化铵，缓慢加热至70℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在50℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至80℃，在搅拌情况下反应6h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
5.根据权利要求1所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水105份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵30份，引发剂2份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷5份，烯丙基聚醚5.5份，催化剂1份，聚衣康酸钠20份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为25，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为4500，上述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾两种原料的组合，组合时其质量配比是1:1；
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水105份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基卞基氯化铵，缓慢加热至75℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为1.5h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在52℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至90℃，在搅拌情况下反应5.5h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
6.根据权利要求1所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水110份，富马酸30份，甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵35份，引发剂2.5份，阻聚剂2份，含氢硅氧烷10份，烯丙基聚醚11份，催化剂2.5份，聚衣康酸钠30份；上述的阻聚剂为FeCl3水溶液，FeCl3水溶液的质量百分比浓度为0.01％；上述的催化剂为六氯合铂酸溶液，采用异丙醇配制，六氯合铂酸溶液的质量百分比浓度为0.02％，上述的烯丙基聚醚的聚合度为29，烯丙基聚醚的分子量为2000；上述的聚衣康酸钠相对分子量为5000，上述的引发剂为过硫酸钠；
所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①共聚物的制备：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比在所述反应釜内依次加入富马酸和甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄 基氯化铵，缓慢加热至65℃，加入引发剂，进行反应，反应时间为2h，加入阻聚剂，最后加入片碱NaOH调节pH值至中性，即得到共聚物胶液，保持此共聚物胶液的温度在54～55℃，备用；②改性聚醚硅氧烷的制备：开启搅拌情况下，在另一反应釜内按上述质量配比依次加入含氢硅氧烷、催化剂，常温下活化30min，然后加入烯丙基聚醚，缓慢加热至75℃，在搅拌情况下反应7h，得到粘稠状液体，采用活性炭吸附催化剂，过滤得到改性聚醚硅氧烷；③稀释剂的制备：将步骤②得到的产物，在搅拌的情况下加入到步骤①的反应釜中，然后再加入上述质量比的聚衣康酸钠，混合均匀后，降至室温，即得到钻井液用稀释剂硅醚聚合物。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物，其特征在于上述的钻井液用稀释剂硅醚聚合物的制备方法中，步骤①、步骤②中开启搅拌情况下，搅拌速率为50～100r/min。
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