CN110950995B - 一种钻井液用低分子增稠剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述抗温单体为N‑丙烯酰吗啉和/或N‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。与现有技术相比，该制备方法得到的钻井液用低分子增稠剂具有低增粘效应及良好的高温稳定性，能够在高温老化前后维持较高的粘度保持率，从而使其在高温高密度钻井液中维持良好的沉降稳定性。

Description

一种钻井液用低分子增稠剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油钻井油田化学高分子聚合物技术领域，更具体地说，是涉及一种钻井液用低分子增稠剂及其制备方法。
背景技术
随着油气勘探的地层深度不断增加，深井、超深井的钻探规模日益扩大，如新疆顺北油气田、西南地区等部署了多口井深超8000米的超深井。超深井井底温度高，达到200℃甚至更高，如新疆顺南区块，井底温度达到220℃、井底钻井液密度达到2.2g/cm3。高温高压条件下钻井液处理剂分子断链、基团水解甚至降解，导致钻井液性能恶化难以控制。尤其是完井作业、起下钻期间，由于井深施工时间长，钻井液长期处于高温条件下，高密度钻井液易因沉降稳定性差导致堵油杆、钻杆等复杂问题，如顺南区块前期施工过程中多口井出现此类问题，是制约高温深井勘探开发的技术难题之一。
根据沉降稳定公式，加重材料在钻井液中沉降稳定性差与多种因素有关，主要有：加重材料密度、加重材料粒径、液相密度、液相粘度。其中保持液相粘度是较为有效技术措施，常规钻井液在高温条件下处理剂热稳定性差，高温条件下出现分子链断裂、基团水解，且分子量越大降解越严重，导致钻井液体系中网架结构力变弱，液相粘度下降，无法有效悬浮重晶石。因此，开发低相对分子质量、分子链刚性强、主链热稳定性好的聚合物处理剂，对于提高钻井液的液相粘度、改善沉降稳定性，从而加快超深井高温钻井的技术发展具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻井液用低分子增稠剂及其制备方法，本发明提供的钻井液用低分子增稠剂具有低增粘效应及良好的高温稳定性，能够在高温老化前后维持较高的粘度保持率，从而使其在高温高密度钻井液中维持良好的沉降稳定性。
本发明提供了一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；
b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；
c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。
优选的，步骤a)中所述有机酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸和顺丁烯二酸酐中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述交联剂选自氧化钙、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、AlCl3、Al2(SO4)3·18H2O和ZnCl2中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述磺酸基类单体选自甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯磺酸钠、异戊二烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述抑制酰胺基水解单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述有机酸类单体、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体的摩尔比为(3～6)：(2～5)：(3～8)：(0.5～3)：(0.5～2)。
优选的，步骤a)中所述混合的过程具体为：
在碱性溶液中依次加入有机酸类单体和交联剂，搅拌至混合液均匀；再加入磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体搅拌溶解，调节pH值为8～11后，加入链转移剂，得到聚合体系。
优选的，步骤b)中所述引发剂由质量比为(0.5～2)：1的氧化引发剂和还原引发剂组成；所述氧化引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述还原引发剂为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠。
优选的，步骤b)中所述反应的温度为25℃～45℃。
本发明还提供了一种钻井液用低分子增稠剂，由上述技术方案所述的制备方法制备而成。
本发明提供了一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。与现有技术相比，本发明提供的制备方法得到的钻井液用低分子增稠剂具有低增粘效应及良好的高温稳定性，能够在高温老化前后维持较高的粘度保持率，从而使其在高温高密度钻井液中维持良好的沉降稳定性。实验结果表明，本发明提供的制备方法得到的钻井液用低分子增稠剂1％水溶液表观粘度不大于20.0mPa·s；在密度2.3g·cm-3聚磺钾盐钻井液中加入该产品后，钻井液经200℃/7d高温静置后，钻井液沉降系数≤0.53，具有良好的沉降稳定性。
另外，本发明提供的制备方法简单、条件温和、易操作，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例3提供的钻井液用低分子增稠剂的红外谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
本发明提供了一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；
b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；
c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。
本发明首先将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系。在本发明中，所述有机酸类单体优选为具有羧基的有机酸类单体。在本发明中，所述有机酸类单体优选选自丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸和顺丁烯二酸酐中的一种或多种，更优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸或顺丁烯二酸酐，更更优选为丙烯酸。本发明对所述有机酸类单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸和顺丁烯二酸酐的市售商品即可。
在本发明中，所述交联剂优选选自氧化钙、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、AlCl3、Al2(SO4)3·18H2O和ZnCl2中的一种或多种，更优选为氧化钙、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、AlCl3、Al2(SO4)3·18H2O或ZnCl2，更更优选为氧化钙。本发明通过交联剂使聚合物分子链发生微交联，提高聚合物的耐温能力。本发明对所述交联剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述氧化钙、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、AlCl3、Al2(SO4)3·18H2O和ZnCl2的市售商品即可。
在本发明中，所述磺酸基类单体优选选自甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯磺酸钠、异戊二烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种，更优选为甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯磺酸钠、异戊二烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠，更更优选为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。本发明通过在聚合物中引入磺酸基团，能够在一定程度上提高聚合物的抗温性。本发明对所述磺酸基类单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯磺酸钠、异戊二烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠的市售商品即可。
本发明对所述丙烯酰胺的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述抑制酰胺基水解单体优选选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺中的一种或多种，更优选为N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺或N-甲基-N-乙烯基乙酰胺，更更优选为N,N-二甲基丙烯酰胺。本发明采用抑制酰胺基水解单体，能够有效增强酰胺基团的稳定性。本发明对所述抑制酰胺基水解单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺的市售商品即可。
在本发明中，所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮，优选为N-丙烯酰吗啉或N-乙烯基-2-吡咯烷酮，更优选为N-丙烯酰吗啉。本发明采用的上述特定种类的抗温单体具有大侧基，在聚合物分子主链上引入上述大侧基，能够有效增加分子链的空间位阻，增强分子链刚性。本发明对所述抗温单体的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述N-丙烯酰吗啉和N-乙烯基-2-吡咯烷酮的市售商品即可。
在本发明中，所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜，优选为异丙醇或硫酸铜，更优选为硫酸铜。本发明采用上述特定种类的链转移剂，能够使聚合物具有较低的相对分子质量，从而将聚合物在钻井液的增粘效应控制在一定范围内。本发明对所述链转移剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述异丙醇和硫酸铜的市售商品即可。
本发明以有机酸类单体、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体为聚合单体。在本发明中，所述有机酸类单体、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体的摩尔比优选为(3～6)：(2～5)：(3～8)：(0.5～3)：(0.5～2)。
在本发明中，所述碱性溶液优选为氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液，更优选为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。本发明对所述碱洗溶液的来源没有特殊限制。在本发明中，所述碱洗溶液中水的用量优选为上述聚合单体总重量的25％～100％。
在本发明中，所述混合的过程具体优选为：
在碱性溶液中依次加入有机酸类单体和交联剂，搅拌至混合液均匀；再加入磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体搅拌溶解，调节pH值为8～11后，加入链转移剂，得到聚合体系；
更优选为：
在碱性溶液中依次加入有机酸类单体和交联剂，搅拌至混合液均匀；再加入磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体搅拌溶解，调节pH值为8后，加入链转移剂，得到聚合体系。
得到聚合体系后，本发明将得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物。在本发明中，所述引发剂优选由质量比为(0.5～2)：1的氧化引发剂和还原引发剂组成，更优选由质量比为1：1的氧化引发剂和还原引发剂组成。在本发明中，所述氧化引发剂优选为过硫酸钾和/或过硫酸铵，更优选为过硫酸钾或过硫酸铵，更更优选为过硫酸铵；所述还原引发剂优选为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠，更优选为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠，更更优选为亚硫酸氢钠。本发明对所述氧化引发剂和还原引发剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠和亚硫酸钠市售商品即可。在本发明中，所述引发剂的用量优选为上述聚合单体总重量的0.1％～1.0％。
在本发明中，所述反应的温度优选为25℃～45℃，更优选为35℃。
得到所述凝胶状产物后，本发明将得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。本发明对所述造粒的过程没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于凝胶状产物造粒的技术方案即可。
在本发明中，所述干燥的温度优选为80℃～120℃，更优选为80℃。
本发明还提供了一种钻井液用低分子增稠剂，由上述技术方案所述的制备方法制备而成。本发明提供的钻井液用低分子增稠剂由有机酸类单体、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体，在交联剂、链转移剂及引发剂作用下，采用水溶液共聚反应制备而成，为相对分子质量低、分子链刚性强、主链热稳定性好的聚合物；其在高温条件下能保持稳定的网架结构，有效悬浮重晶石，并且可在钻井液中提高加量，有效保持液相粘度，在高温高密度钻井液中维持良好的沉降稳定性。
本发明提供了一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。与现有技术相比，本发明提供的制备方法得到的钻井液用低分子增稠剂具有低增粘效应及良好的高温稳定性，能够在高温老化前后维持较高的粘度保持率，从而使其在高温高密度钻井液中维持良好的沉降稳定性。实验结果表明，本发明提供的制备方法得到的钻井液用低分子增稠剂1％水溶液表观粘度不大于20.0mPa·s；在密度2.3g·cm-3聚磺钾盐钻井液中加入该产品后，钻井液经200℃/7d高温静置后，钻井液沉降系数≤0.53，具有良好的沉降稳定性。
另外，本发明提供的制备方法简单、条件温和、易操作，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的原料均为市售商品。
实施例1
(1)将NaOH溶于37.5mL水中配成溶液，在搅拌下加入17.4g富马酸，然后加入0.03gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，继续搅拌至混合液均匀；向混合液中加入15.8g甲基丙烯磺酸钠、56.8g丙烯酰胺、8.5g N-乙烯基乙酰胺、14.1g N-丙烯酰吗啉，搅拌使之溶解，用NaOH水溶液调节pH为8，加入0.001g硫酸铜，得到聚合体系。
(2)将步骤(1)得到的聚合体系温度调至25℃后，加入0.05g过硫酸钾和0.1g亚硫酸钠配成的水溶液，在搅拌下反应，得到凝胶状产物。
(3)将步骤(2)得到的凝胶状产物经造粒，在80℃下烘干粉碎，得到钻井液用低分子增稠剂(表示为LMT-1)。
本发明实施例1提供的LMT-1具有式(I)所示结构：
Figure BDA0001813419400000081
式(I)中，x为0.8，a为0.15，b为0.1，c为0.1，d为0.1。
实施例2
(1)将KOH溶于55.4mL水中配成溶液，在搅拌下加入4.3g甲基丙烯酸，然后加入5gAl2(SO4)3·18H2O，继续搅拌至混合液均匀；向混合液中加入51.5g乙烯基磺酸钠、49.7g丙烯酰胺、12.7g N,N-二乙基-2-丙烯酰胺、11.1g N-乙烯基-2-吡咯烷酮，搅拌使之溶解，用KOH水溶液调节pH为8，加入1.0g异丙醇，得到聚合体系。
(2)将步骤(1)得到的聚合体系温度调至30℃后，加入0.2g过硫酸铵和0.5g亚硫酸氢钠配成的水溶液，在搅拌下反应，得到凝胶状产物。
(3)将步骤(2)得到的凝胶状产物经造粒，在80℃下烘干粉碎，得到钻井液用低分子增稠剂(表示为LMT-2)。
本发明实施例2提供的LMT-2具有式(II)所示结构：
Figure BDA0001813419400000091
式(II)中，x为0.7，a为0.05，b为0.1，c为0.4，d为0.1。
实施例3
(1)将NaOH溶于55.6mL水中配成溶液，在搅拌下加入7.2g丙烯酸，然后加入6g氧化钙，继续搅拌至混合液均匀；向混合液中加入41.4g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、42.6g丙烯酰胺、5.0g N,N-二甲基丙烯酰胺、7.1g N-丙烯酰吗啉，搅拌使之溶解，用NaOH水溶液调节pH为8，加入0.05g硫酸铜，得到聚合体系。
(2)将步骤(1)得到的聚合体系温度调至35℃后，加入0.3g过硫酸铵和0.3g亚硫酸氢钠配成的水溶液，在搅拌下反应，得到凝胶状产物。
(3)将步骤(2)得到的凝胶状产物经造粒，在80℃下烘干粉碎，得到钻井液用低分子增稠剂(表示为LMT-3)。
本发明实施例3提供的LMT-3具有式(III)所示结构：
Figure BDA0001813419400000101
式(III)中，x为0.6，a为0.1，b为0.05，c为0.2，d为0.05。
经检测，本发明实施例3提供的钻井液用低分子增稠剂的红外谱图参见图1所示；其中，横坐标为波数(cm-1)，纵坐标为透过率(％)；从图中看出，3440cm-1处为N-H伸缩振动(酰胺)，2939cm-1为甲基C-H伸缩振动，1660cm-1处为-C＝O伸缩振动吸收峰，1290cm-1是C-N伸缩振动，1191cm-1、1118cm-1和1046cm-1处对应磺酸基团中-SO3的对称和不对称振动吸收峰，证明合成聚合物中有酰胺基、磺酸基、酰氧基团。
实施例4
(1)将KOH溶于86.7mL水中配成溶液，在搅拌下加入26g衣康酸，然后加入6g氧化钙，继续搅拌至混合液均匀；向混合液中加入43.2g丙烯磺酸钠、35.5g丙烯酰胺、19.8g N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、5.6g N-乙烯基-2-吡咯烷酮，搅拌使之溶解，用KOH水溶液调节pH为8，加入2.0g异丙醇，得到聚合体系。
(2)将步骤(1)得到的聚合体系温度调至45℃后，加入0.1g过硫酸钾和0.05g亚硫酸氢钠配成的水溶液，在搅拌下反应，得到凝胶状产物。
(3)将步骤(2)得到的凝胶状产物经造粒，在80℃下烘干粉碎，得到钻井液用低分子增稠剂(表示为LMT-4)。
本发明实施例4提供的LMT-4具有式(IV)所示结构：
Figure BDA0001813419400000111
式(IV)中，x为0.5，a为0.2，b为0.2，c为0.3，d为0.5。
实施例5～12
采用表1提供的组分，按照制备方法，分别得到钻井液用低分子增稠剂(表示为LMT-5～12)。
表1实施例5～12的组分列表
Figure BDA0001813419400000112
Figure BDA0001813419400000121
将本发明实施例1～12提供的产品LMT-1～12应用在不同环境中，对其各项性能进行评价，结果如下：
1、产品1％水溶液的性能评价
在400mL水中，搅拌加入4.0g产品，测定其流变性，测试结果参见表2所示。
表2产品1％水溶液性能评价数据
Figure BDA0001813419400000122
由表2可知，其表观粘度均不大于20.0mPa·s。
2、产品在4％淡水基浆中的性能评价
4％淡水基浆配置：在高速搅拌杯中加入400mL水，搅拌下加入0.48g碳酸钠、16g试验用钠膨润土，高搅20min，密封放置24h。
实验浆配制：将实施例1～12制备的低分子增稠剂LMT-1～12加入到4％淡水基浆中，制备浓度为0.015g/mL的实验浆，在180℃下滚动老化16h后冷却取出，按GB/T16783.1测定其流变性能和中压滤失量FLAPI，其中流变性能包括表观粘度AV、塑形粘度PV和屈服值YP，测试结果参见表3所示。
粘度保持率＝高温老化后粘度/常温粘度×100％，粘度保持率越高，说明聚合物分子链越稳定，高温抗降解能力越强，在钻井液中更能够维持较好的高温稳定性。
表3产品在4％淡水基浆中的性能评价数据
Figure BDA0001813419400000131
由表3可知，在4％淡水基浆中加入本产品后，经180℃/16h老化后，粘度保持率大于32.0％，明显大于常规降滤失剂PAMS601的粘度保持率，高温稳定性较优。
3、使用产品配制2.3g·cm-3钻井液的沉降稳定性评价
本发明产品对高温高密度钻井液沉降稳定性的影响，具体评价方法如下：
(1)将配制好的泥浆倒入老化罐中，在200℃下热滚16h。
(2)然后倒入老化罐内(装入约420mL泥浆)，关闭老化罐，根据静置温度为200℃，要求给每个老化罐内加入250psi的压力(用氮气加压)，并检验每个老化罐的气密性。
(3)将老化罐放入200℃的高温炉内，开始进行高温静置沉降实验。
(4)高温静置一定时间后将老化罐从高温炉中取出，并冷却到室温；将老化罐内的压力泄掉，打开老化罐。
(5)测量静置后泥浆上层液的体积，记录结果；将测量过的上层液倒入搅拌杯。
(6)将老化罐内剩余的泥浆分为3层，分别测量密度，记录结果；将测量过的泥浆倒入搅拌杯。
沉降系数SF(Static Factor)计算方法：
SF＝下层泥浆密度/(上层泥浆密度+下层泥浆密度)×100％
注：钻井液沉降系数SF大于0.54，具有沉降风险。
将在2.3g·cm-3聚磺钾盐钻井液体系基浆中分别加入0.04g/mL LMT-1～12，钻井液经200℃高温静置1～7天，按照上述方法测试其沉降系数，结果参见表4所示。
表4产品对抗温200℃、密度2.3g·cm-3钻井液沉降稳定性的影响数据
Figure BDA0001813419400000141
由表4可知，使用LMT-1～12后，钻井液体系的沉降系数明显降低，钻井液经200℃/7天高温静止后均小于0.530，说明产品能够明显改善钻井液高温沉降稳定性。
4、不同浓度产品在2.3g·cm-3钻井液中的沉降稳定性评价
实验浆配置：按照上述方法配置钻井液体系，加入实施例3制备得到的LMT-3，其浓度分别为0g/mL、0.02g/mL、0.04g/mL、0.08g/mL，将实验浆在200℃条件下静置7天后，按上述测试标准操作，结果参见表5所示。
表5不同浓度LMT-3对钻井液体系沉降稳定性的影响数据
Figure BDA0001813419400000151
由表5可知，在2.3g·cm-3钻井液中，随着该钻井液用抗高温低分子增稠剂LMT-3加量的增加，经200℃/7d静置后，沉降系数随之降低，由0.540降至0.510，说明产品能够改善钻井液体系的高温沉降稳定性。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种钻井液用低分子增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将有机酸类单体、交联剂、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体、抗温单体和链转移剂在碱性溶液中混合，得到聚合体系；所述有机酸类单体为丙烯酸；所述交联剂选自氧化钙、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、AlCl3、Al2(SO4)3·18H2O和ZnCl2中的一种或多种；所述抑制酰胺基水解单体选自N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙酰胺和N-甲基-N-乙烯基乙酰胺中的一种或多种；所述抗温单体为N-丙烯酰吗啉和/或N-乙烯基-2-吡咯烷酮；所述链转移剂为异丙醇和/或硫酸铜；所述有机酸类单体、磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体的摩尔比为(3～6)：(2～5)：(3～8)：(0.5～3)：(0.5～2)；
b)将步骤a)得到的聚合体系和引发剂混合，进行反应，得到凝胶状产物；
c)将步骤b)得到的凝胶状产物依次经造粒、干燥，粉碎后得到钻井液用低分子增稠剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述磺酸基类单体选自甲基丙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、丙烯磺酸钠、异戊二烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合的过程具体为：
在碱性溶液中依次加入有机酸类单体和交联剂，搅拌至混合液均匀；再加入磺酸基类单体、丙烯酰胺、抑制酰胺基水解单体和抗温单体搅拌溶解，调节pH值为8～11后，加入链转移剂，得到聚合体系。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述引发剂由质量比为(0.5～2)：1的氧化引发剂和还原引发剂组成；所述氧化引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵；所述还原引发剂为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述反应的温度为25℃～45℃。
6.一种钻井液用低分子增稠剂，其特征在于，由权利要求1～5任一项所述的制备方法制备而成。
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