CN110724503A - 钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂 - Google Patents

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Abstract

一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，是由下述原料制成的：清水220‑240份，甲基烯丙基磺酸钠30～40份，N,N‑二甲基丙烯酰胺10～15份，抗温单体0.5～1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20～30份，螯合剂3～5份，引发剂0.5～1.0份，树胶树脂25～35份，40％氢氧化钠溶液8～10份，环氧丙烷5～10份，添加剂10～20份。上述的抗温单体为4‑乙烯基愈创木酚，螯合剂为柠檬酸钠，添加剂为聚乙烯醇粉末，引发剂为偶氮类引发剂和氧化还原引发剂的组合。本发明具有良好的耐温抗盐性能及环保性能，解决了现在钻井过程中降滤失剂耐温抗盐性能差、生产成本高、工艺复杂的问题，同时它具有较强的生物降解性，有效降低了对储层和环境的污染。

Description

钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂
技术领域
本发明涉及一种石油钻井液助剂，具体是一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。本发明还涉及所述钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法。
背景技术
随着工业发展对石油需求量的不断增加，需要开发储藏在地层深处的油气资源，深处地层存在高温高盐的情况，针对这一特点对钻井技术提出了更高的要求。降滤失剂作为重要的钻井液处理剂，其耐温抗盐能力直接影响到水基钻井液的性能，而目前市面常用降滤失剂在高温高盐井中降滤失效果不显著，难以满足钻井需要；另一方面传统抗温抗盐聚磺钻井液材料难以降解，会对储层和环境造成很大程度的污染，影响后期油气井的开采产量并带来钻井液的处理难题。
发明人检索到以下相关专利文献：CN108587580A公开了一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂及其制备方法，所述降滤失剂改性树胶树脂是由下述原料制成的：清水、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、引发剂、树胶树脂、二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯醇。所述制备方法包括如下步骤：水溶液聚合，制备高温抗盐降滤失剂。CN109021943A公开了一种钻井液用抗盐降滤失剂改性树胶树脂及其制备方法，所述降滤失剂改性树胶树脂是由下述原料制成的：清水、聚乙烯醇、草酸、引发剂、树胶树脂。引发剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、碳酸氢钠中的一种或几种，组合时其配比是任意的。制备方法：将清水、聚乙烯醇、草酸和引发剂加入反应釜中，将反应釜内物料升温，搅拌，得到反应溶液；将树胶树脂加入到反应溶液中，通过反应后得到共聚物溶液；将共聚物溶液放于烘箱内，烘干，得到共聚物固体，将共聚物固体粉碎即得。CN106367043A公开了一种抗高温钻井液降滤失剂的制备方法，常温下在反应容器中将聚糖类钻井液处理剂与水混合，再向反应容器中加入苯甲酸钠和六次甲基四胺，然后向反应容器中的混合液中加入植物多酚类材料，最后将反应容器中的混合物，真空干燥，粉碎即得到适用于高温井的钻井液添加剂。CN105670576A公开了一种钻井液降滤失剂，由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵制备而成。它以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵为原料制备钻井液降滤失剂，所述钻井液降滤失剂有较好的降滤失性，同时，有较好的抗温抗盐性能。CN105567178A公开了一种抗高温环保型油基钻井液降滤失剂，由以下质量份数的材料组成：海洋贝壳、螺壳类材料10～30份、超细碳酸钙10～20份、抗盐土材料15～25份、纸纤维材料20～30份、有机褐煤材料30～60份。CN103013462A公开了一种钻井液用两性抗温抗盐降滤失剂及其制备方法。由下列一定重量份的原料组成：丙烯酰胺、烯基磺酸或烯基磺酸盐、丙烯酸、阳离子单体、刚性单体、氢氧化钠、氢氧化钾、分散剂、去离子水、分子量调节剂、引发剂；制备方法：在反应器中加入丙烯酰胺、丙烯酸、烯基磺酸或烯基磺酸盐、阳离子单体、刚性单体和去离子水，溶解后调节溶液pH值，加入分散剂混合后转入反应釜，通氮气除氧加入引发剂引发聚合，反应结束后取出胶状物干燥、粉碎过筛即可。
以上这些技术对于如何解决现在钻井过程中降滤失剂耐温抗盐性能差的问题，同时该高温抗盐降滤失剂是否能有效降低对储层和环境的污染，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，它具有良好的耐温抗盐性能及环保性能，以解决现在钻井过程中降滤失剂耐温抗盐性能差的问题，同时该高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂具有较强的生物降解性，能有效降低对储层和环境的污染。
为此，本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法。
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(耐)高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂(或者说是钻井液耐高温抗盐降滤失剂用的改性树胶树脂)，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220-240份，甲基烯丙基磺酸钠(甲基丙烯磺酸钠)30～40份，N,N-二甲基丙烯酰胺10～15份，抗温单体0.5～1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20～30份，螯合剂3～5份，引发剂0.5～1.0份，树胶树脂25～35份，40％氢氧化钠溶液8～10份(40％氢氧化钠溶液即溶液的质量百分比浓度为40％)，环氧丙烷5～10份，添加剂10～20份。上述的抗温单体为4-乙烯基愈创木酚，螯合剂为柠檬酸钠(其作用络合金属型阻聚剂，提高聚合物性能)，添加剂为聚乙烯醇粉末，上述的引发剂为偶氮类引发剂和氧化还原引发剂(氧化-还原体系)的组合(组合物)，组合时其质量配比是任意的。上述的树胶树脂为市售商品，树胶树脂含树胶、树脂及少量精油，主要成分为阿拉伯树脂胶，呈粉末状，粒径的大小为60目～100目。
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水100～120份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至60℃～70℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为60℃～70℃条件下聚合反应时间为4～5h(4～5小时)，得到凝胶状物体，最后将凝胶(状物体)烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为50℃～60℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水(即剩余的清水)，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至58℃～60℃，搅拌溶解1～1.5h，然后冷却至42℃～45℃逐渐加入上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1～1.5h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在42℃～45℃条件下反应20～22h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃～52℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种的组合，两种组合时其质量配比是任意的；上述的氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸铵或者过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水220份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺10份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.7份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂0.5份，树胶树脂35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂和氧化还原引发剂的质量之比为3∶2，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1。所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度60℃条件下，聚合反应时间为5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为50℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水230份，甲基烯丙基磺酸钠30份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠4份，引发剂0.7份，树胶树脂30份，40％氢氧化钠溶液9份，环氧丙烷7.5份，添加剂即聚乙烯醇粉末15份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为2.5∶1∶1.5。所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至65℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为65℃条件下，聚合反应时间为4.5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为55℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入9份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水240份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.5份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂1.0份，树胶树脂(阿拉伯树脂胶)35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸铵，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为1∶1.5∶2.5。所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水120份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至70℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为70℃条件下，聚合反应时间为4h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为60℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
本发明提供了一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂及其制备方法，所述降滤失剂改性树胶树脂是由下述原料制成的：清水、甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂、引发剂、树胶树脂、40％氢氧化钠溶液、环氧丙烷、添加剂。所述制备方法包括如下工艺步骤：水溶液聚合，制备聚合物粉末(制备高温抗盐降滤失剂助剂)，制备改性树胶树脂(粉末)，然后将上述半成品按比例与添加剂均匀混合制备高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。根据高温抗盐降滤失剂的性能要求，本发明的(耐)高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂达到了良好的性能效果，参见本说明书后面的表1和表2，本发明的高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂性能为：水分≤10.0％，表观粘度≤15.0mPa·s，分别在180℃和200℃热滚16h后15％盐水试验浆高温高压滤失量≤30.0mL，分别在180℃和200℃热滚16h后复合盐水浆高温高压滤失量≤30.0mL。
与已有相关的钻井液用高温抗盐降滤失剂相比，本发明所述的高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂具有以下有益效果：(1)本发明在淡水、盐水、饱和盐水和CaCl2钻井液中均具有良好的降滤失作用。经过180℃和200℃超高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量，体现出了良好的抗温、抗盐和抗钙性能，能适应复杂的钻井条件，具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。(2)本发明制备过程简单，易于实施，生产成本低。(3)本发明无毒、无害、自然条件下能自然缓慢降解，能很好的保护油气层和环境。
综上所述，本发明具有良好的耐温抗盐性能及环保性能，解决了现在钻井过程中降滤失剂耐温抗盐性能差、生产成本高、工艺复杂的问题，同时该高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂具有较强的生物降解性，有效降低了对储层和环境的污染。
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高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂及其制备方法。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高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水220份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺10份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.7份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂0.5份，树胶树脂35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂和氧化还原引发剂的质量之比为3∶2，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1。
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为75～90r/min)，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度60℃条件下，聚合反应时间为5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为50℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下(搅拌器转速为70～85r/min)，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
实施例2：本发明所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水230份，甲基烯丙基磺酸钠30份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠4份，引发剂0.7份，树胶树脂30份，40％氢氧化钠溶液9份，环氧丙烷7.5份，添加剂即聚乙烯醇粉末15份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为2.5∶1∶1.5。
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为70～85r/min)，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至65℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为65℃条件下，聚合反应时间为4.5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为55℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下(搅拌器转速为70～85r/min)，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入9份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
实施例3：本发明所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂是由下述质量份数的原料制成的：清水240份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.5份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂1.0份，树胶树脂(阿拉伯树脂胶)35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸铵，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为1∶1.5∶2.5。
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水120份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为60～75r/min)，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至70℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为70℃条件下，聚合反应时间为4h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为60℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下(搅拌器转速为70～85r/min)，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
上述的树胶树脂为市售商品，树胶树脂含树胶、树脂及少量精油，主要成分：阿拉伯树脂胶，呈粉末状，粒径大小60目～100目。可以购买由济南智恒致远化工科技有限公司生产的树胶树脂，地址：山东省济南市历下区工业南路96号山东化工市场A区004号。
本发明在淡水钻井液中的加量(重量百分比)为1％～2％，在盐水钻井液中的加量为1％～3％。
以下为本发明的试验部分：
水分测定：采用在105℃±2℃下干燥2h已知质量的称量瓶，称取约1g～1.5g试样准确至0.0001g，放于105℃±2℃烘箱中烘4h后取出，立即放入干燥器内冷却30min后称量，水分按下式计算。
Figure BDA0002241913150000101
式中：
W——水分，％；
m2——试样和称量瓶质量，单位为克(g)；
m3——干燥后试样和称量瓶质量，单位为克(g)；
m1——称量瓶质量，单位为克(g)。
钻井液性能：
基浆的配制：量取350mL蒸馏水置于杯中，加入22.5g钻井液试验用钠膨润土和0.75g的无水碳酸钠，高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的粘土，在密闭容器中养护24h作为基浆。
淡水钻井液表观粘度测定：向基浆中加入7.0g样品，高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的样品，将钻井液转入高温罐中，在180℃热滚16h，取出高温罐，冷却后打开，采用六速旋转粘度计在600r/min下读取样品的读数，表观粘度为600r/min转速下读数的一半。
15％氯化钠盐水浆钻井液性能试验：分别向两杯基浆中加入10.5g样品，高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的样品，再加入52.5g氯化钠，高速搅拌10min，并加入2mL 20％的氢氧化钠溶液，以调节体系的pH值，将两杯钻井液转入高温罐中，分别在180℃和200℃热滚16h，取出高温罐，冷却后打开，搅拌均匀后，按GB/T 16783—1997中3.3的方法测定高温高压滤失量(150℃/3450kPa)。
复合盐水浆钻井液性能试验：分别向两杯基浆中加入10.5g样品，高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的样品，依次加入35g氯化钠、5g氯化钙、10g氯化镁，高速搅拌20min，并加入2mL 20％的氢氧化钠溶液，以调节体系的pH值，分别将两杯钻井液转入高温罐中，分别在180℃和200℃热滚16h，取出高温罐，冷却后打开，搅拌均匀后，按GB/T 16783—1997中3.3的方法测定高温高压滤失量(150℃/3450kPa)。
表1各实施例制备的高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂性能测定结果
Figure BDA0002241913150000111
表2各实施例制备的高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂超高温滤失性测定结果
Figure BDA0002241913150000121
由表1、表2可知：本发明各实施例制备的(耐)高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂均能达到良好的性能效果。与已有相关的钻井液用高温抗盐降滤失剂相比，本发明所述的高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂具有以下有益效果：(1)本发明在淡水、盐水、饱和盐水和CaCl2钻井液中均具有良好的降滤失作用。经过180℃和200℃超高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量，体现出了良好的抗温、抗盐和抗钙性能，能适应复杂的钻井条件，具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。(2)本发明制备过程简单，易于实施，生产成本低。(3)本发明无毒、无害、自然条件下能自然缓慢降解，能很好的保护油气层和环境。
背景技术中CN108587580A所公开的技术方案、CN109021943A所公开的技术方案皆存在瑕疵，也未能充分公开，不具有可比性，且本发明比其更耐高温(本发明能耐200℃高温，并体现出了良好的抗温、抗盐和抗钙性能)。
综上所述，本发明(的以上各实施例)具有良好的耐温抗盐性能及环保性能，解决了现在钻井过程中降滤失剂耐温抗盐性能差、生产成本高、工艺复杂的问题，同时该高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂具有较强的生物降解性，有效降低了对储层和环境的污染。

Claims (6)

1.一种钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水220-240份，甲基烯丙基磺酸钠30～40份，N,N-二甲基丙烯酰胺10～15份，抗温单体0.5～1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20～30份，螯合剂3～5份，引发剂0.5～1.0份，树胶树脂25～35份，40％氢氧化钠溶液8～10份，环氧丙烷5～10份，添加剂10～20份；
上述的抗温单体为4-乙烯基愈创木酚，螯合剂为柠檬酸钠，添加剂为聚乙烯醇粉末，上述的引发剂为偶氮类引发剂和氧化还原引发剂的组合，组合时其质量配比是任意的；
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水100～120份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至60℃～70℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为60℃～70℃条件下聚合反应时间为4～5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为50℃～60℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至58℃～60℃，搅拌溶解1～1.5h，然后冷却至42℃～45℃逐渐加入上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1～1.5h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在42℃～45℃条件下反应20～22h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃～52℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
2.根据权利要求1所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于上述的偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或两种的组合，两种组合时其质量配比是任意的；上述的氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸铵或者过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水220份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺10份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.7份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂0.5份，树胶树脂35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂和氧化还原引发剂的质量之比为3∶2，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1；
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水100份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度60℃条件下，聚合反应时间为5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为50℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
4.根据权利要求1所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水230份，甲基烯丙基磺酸钠30份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚1.0份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠4份，引发剂0.7份，树胶树脂30份，40％氢氧化钠溶液9份，环氧丙烷7.5份，添加剂即聚乙烯醇粉末15份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸钾，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为2.5∶1∶1.5；
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至65℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为65℃条件下，聚合反应时间为4.5h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为55℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入9份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
5.根据权利要求1所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水240份，甲基烯丙基磺酸钠35份，N,N-二甲基丙烯酰胺15份，抗温单体即4-乙烯基愈创木酚0.5份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份，螯合剂即柠檬酸钠5份，引发剂1.0份，树胶树脂35份，40％氢氧化钠溶液10份，环氧丙烷10份，添加剂即聚乙烯醇粉末20份；上述的引发剂中，偶氮类引发剂选用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈两种原料的组合，氧化还原引发剂中，氧化剂选用过硫酸铵，还原剂选用亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量之比为2∶1，偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、氧化还原引发剂的质量之比为1∶1.5∶2.5；
所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂的制备方法包括如下工艺步骤：①水溶液聚合：在反应釜内加入清水120份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入甲基烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、抗温单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、螯合剂，缓慢加热至70℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为70℃条件下，聚合反应时间为4h，得到凝胶状物体，最后将凝胶烘干粉碎，得到聚合物粉末，烘干温度为60℃；②改性树脂的制备：在反应釜内加入120份的清水，开启搅拌情况下，按照上述质量配比加入树胶树脂，缓慢加热至60℃，搅拌溶解1h，然后冷却至45℃逐渐加入10份的上述40％NaOH溶液，进行碱化，碱化1h后，按照上述质量配比加入环氧丙烷，在45℃条件下反应20h，得到粘稠状液体，最后将溶液烘干粉碎，得到改性树胶树脂粉末，烘干温度为50℃；③制备高温抗盐降滤失剂：将步骤①得到的聚合物粉末、步骤②得到的改性树胶树脂粉末、上述添加剂采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的钻井液用高温抗盐降滤失剂改性树胶树脂，其特征在于上述的步骤①和步骤②中搅拌速率为50～100r/min。
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