CN110951467B - 钻井液用包被剂多元共聚物 - Google Patents

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Abstract

一种钻井液用包被剂多元共聚物，是由下述原料制成的：清水110～130份，蔗糖0.5～0.7份，丙烯酰胺15～20份，N,N‑二甲基丙烯酰胺5～8份，4‑乙烯基愈创木酚0.2～0.5份，烯丙基三甲基氯化铵10～15份，螯合剂1～3份，引发剂0.05～0.15份，页岩抑制剂10～15份，增黏剂20～30份。引发剂为高锰酸钾、钒酸钾中的一种或两种；螯合剂为EDTA、柠檬酸、乳酸中的一种或几种；页岩抑制剂为聚羟丙基二甲基氯化铵；增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ中的一种或几种。本发明的包被剂性能良好，它能够抑制井壁垮塌，提高了岩屑包被效果，有效的避免或减少了钻井复杂事故的发生，提高了钻井质量与效率。

Description

钻井液用包被剂多元共聚物
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包被剂多元共聚物。本发明还涉及所述钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法。
背景技术
钻井液是钻井工程中重要的流体，其性能的优劣直接关系到钻井质量的好坏，更对一个油田的采油效率高低起到至关重要的作用。目前市场上的包被剂种类繁多，但其性能均存在一定的不足，难以有效包被抑制，尤其高温高盐下对于井下泥岩、页岩吸水膨胀分散、掉块垮塌等情况不能有效控制，难以保证钻井液高效的性能。
发明人检索到以下相关专利文献：CN104497995A公开了一种钻井液用抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法，由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵以m(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)：m(丙烯酸)：m(丙烯酰胺)：m(二甲基二烯丙基氯化铵)：m(引发剂)：m(分子量控制剂)＝(40～60)：(6-10)：(30～40)：(5～9)：(1～2)：(0.1～0.5)组成的原料和水制成。CN102432751A公开了一种钻井液高温护胶防塌降滤失剂及其制备方法，制备方法为：先将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解为总质量百分比浓度为10％～25％的混合水溶液，再加入丙烯酸充分搅拌溶解后，加入氢氧化钾水溶液，调节pH值为7～8之间，通氮气保护20～30min，加热到50～60℃，再加入二甲基二烯丙基氯化铵、过硫酸铵和硫醇，恒温2～5h，得到胶状产物，将胶状产物用丙酮洗涤，除去未反应的物质后，恒温105℃左右干燥2～4h；粉碎、过60目筛，得到白色粉末状的产物，即为钻井液高温护胶防塌降滤失剂。CN105038732A公开了一种钻井液用润滑封堵剂及其制备方法和使用方法，钻井液用润滑封堵剂，原料包括丙烯酰胺、丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、水、油相介质、乳化剂和引发剂。CN105294946A公开了一种水基钻井液用包被剂及其制备方法，该乳化沥青按重量计含有：液体聚丙烯酰胺900～1100份，AMPS180～220份，N-甲基吡咯烷酮170～190份，纯碱75～85份，助溶剂180～220份，亚硫酸氢钠1.5～2.5份，双氧水1.5～2.5份。CN104177542A公开了一种钻井液用微乳液聚合强包被剂及其制造方法，该发明的技术方案要点为：钻井液用微乳液聚合强包被剂，是由丙烯酸钾、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸经过自由基共聚而形成的分子量为1500万～2400万的共聚物。CN101942060A公开了一种钻井液用环保型包被剂的制备方法，(1)配制氧化型和还原型引发剂溶液：首先分别在95～92mL水中加入5～8g氧化型引发剂A和5～8g还原型引发剂B，来制备浓度为5％～8％的氧化型引发剂A溶液与浓度为5％～8％的还原型引发剂B溶液；(2)在烧杯中加入10～40mL水，向水中加入8.0～13.5g非离子单体，搅拌并充分溶解；(3)加入1.0～5.0g生物聚合物单体，继续搅拌，让其充分溶解；(4)加入4.0～10.0g阴离子单体，继续充分搅拌；(5)加入2.0～7.5gpH值调节剂，充分搅拌；(6)加入引发剂：分别加入0.5～3.0mL氧化型和还原型引发剂，充分搅拌；(7)继续搅拌，5分钟后开始发热聚合，在40～50℃条件下，反应2～4h，得最终产品。CN103755869A公开了一种聚合物乳液强包被剂及其制备方法，一种AM/AAK/AMPS三元共聚物，其特征在于原料按重量份数包括丙烯酰胺20份～25份、丙烯酸钾10份～15份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠5份～10份、乳化剂5份～10份、引发剂0.5份～1份、油相25份～30份和水9份～34.5份。CN106608946A公开了一种用于钻井液增黏剂共聚缔合物及其制备方法，所述共聚缔合物含有结构单元A、结构单元B、结构单元C和结构单位D，所述结构单元A为N，N-二甲基丙烯酰胺，所述结构单元B为两性离子单体N-甲基二烯丙基丙磺酸盐(MAPS)，所述结构单元C为结构单元B与阳离子聚胺的离子缔合体，所述结构单元D为淀粉，以所述共聚缔合物的总量为基准，所述N，N-二甲基丙烯酰胺的含量为6％～45％，优选为10％～40％；所述两性离子单体N-甲基二烯丙基丙磺酸盐的总含量为5％～35％，优选为10％～32％；所述阳离子聚胺的含量为2％～30％，优选为5％～28％；所述淀粉的含量为5％～35％，优选为10％～32％。上述技术有的生产工艺复杂，成本高。并且抗温性、抗盐能力较差，适用范围窄。
以上这些技术对于如何使钻井液用包被剂做到能充分抑制井壁垮塌，提高岩屑包被效果，避免钻井复杂事故，进而提高钻井质量与效率，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，提供一种钻井液用包被剂多元共聚物，它的性能良好，能够抑制井壁吸水垮塌，提高岩屑包被效果，可有效的避免或减少钻井复杂事故的发生，从而提高钻井质量与效率，它高效低毒，并能达到市场上使用范围较广的包被剂的技术要求。
为此，本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种上述钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液用包被剂多元共聚物，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110～130份，蔗糖0.5～0.7份，丙烯酰胺15～20份，N,N-二甲基丙烯酰胺5～8份，4-乙烯基愈创木酚0.2～0.5份，烯丙基三甲基氯化铵10～15份，螯合剂1～3份，引发剂0.05～0.15份，页岩抑制剂10～15份，增黏剂20～30份。上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾(偏钒酸钾)中的一种或两种原料组合(引发剂引发蔗糖生成含有多个自由基的反应单体)；上述的螯合剂为EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸、乳酸中的一种或几种原料组合(其作用为络合金属型阻聚剂，提高聚合物性能)；上述的页岩抑制剂为聚羟丙基二甲基氯化铵；上述的增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ中的一种或几种原料组合。
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水110～130份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至50℃～60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为50℃～60℃条件下聚合反应时间为4～5h，得到凝胶状物体(凝胶状物质)，最后将凝胶状物体烘干粉碎，得到聚合物粉末(即多元枝化共聚物)，烘干温度为40℃～50℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水110份，蔗糖即红糖0.6份，丙烯酰胺17份，N,N-二甲基丙烯酰胺5份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵12份，螯合剂1.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵12份，增黏剂25份；上述的引发剂为高锰酸钾和钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:2；上述的螯合剂选用EDTA和乳酸两种原料的组合，EDTA与乳酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ三种原料的组合，黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ的质量之比为2:1:1。所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：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蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为4.5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水120份，蔗糖即白糖0.5份，丙烯酰胺15份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.2份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂1.5份，引发剂0.05份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵10份，增黏剂20份；上述的引发剂为高锰酸钾；上述的螯合剂选用EDTA和柠檬酸两种原料的组合，EDTA与柠檬酸的质量之比为1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基胍尔胶HPG两种原料的组合，黄原胶与羟丙基胍尔胶HPG的质量之比为2:1。所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：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蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为60℃条件下聚合反应时间为4h，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℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水130份，蔗糖即红糖0.7份，丙烯酰胺20份，N,N-二甲基丙烯酰胺6份，4-乙烯基愈创木酚0.5份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂2.5份，引发剂0.15份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵15份，增黏剂30份；上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:1；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸和乳酸三种原料的组合，EDTA、柠檬酸、乳酸的质量之比为2:1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基田菁HPTQ两种原料的组合，黄原胶与羟丙基田菁HPTQ的质量之比为1:1。所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水130份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至50℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为50℃条件下聚合反应时间为5h，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40℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水125份，蔗糖即白糖0.65份，丙烯酰胺18份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵14份，螯合剂2.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵14份，增黏剂28份；上述的引发剂为钒酸钾；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸两种原料的组合，EDTA、柠檬酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶。所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水125份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
本发明提供了一种钻井液用包被剂多元共聚物及其制备方法，所述降滤失剂改性树胶树脂是由下述原料制成的：清水，蔗糖，丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺，4-乙烯基愈创木酚，烯丙基三甲基氯化铵，螯合剂，引发剂，页岩抑制剂，增黏剂。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(制备枝化多元共聚物)，然后将上述半成品按比例与增黏剂均匀混合制备钻井液用包被剂多元共聚物。根据钻井液用包被剂多元共聚物的性能要求，本发明的钻井液用包被剂多元共聚物达到了良好的性能效果，参见本说明书后面的表1和表2，本发明的钻井液用包被剂多元共聚物性能为：1％水溶液表观黏度≥30.0mPa·s，在150℃和170℃老化后表观黏度≥25.0mPa·s；在20％盐水中1％溶液的表观黏度≥20.0mPa·s，在150℃和170℃老化后的表观黏度≥15.0mPa·s。20％盐水基浆中表观黏度≤30.0mPa·s，在150℃和170℃老化后的表观黏度≤25.0mPa·s。本发明的强力包被性能良好，与已有相关的钻井液用包被剂相比，在相同实验条件下，本发明的性能皆提高了10％～20％以上，且本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，它适用范围广，适用于工业化大规模生产。
本发明提供了一种钻井液用包被剂多元共聚物及其制备方法，包被剂的性能良好，具有良好的包被性、抑制性、热稳定性、抗钙镁和抗盐抗污染能力，能够抑制井壁垮塌，提高了岩屑包被效果，有效的避免或减少了钻井复杂事故的发生，提高了钻井质量与效率，本发明的以上各实施例在170℃高温下包被性能好，产品性能稳定，同时还具有优越的页岩抑制性能及降滤失性能。同时它适用范围广，达到了传统包被剂的技术要求。
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1～4为本发明所述的钻井液用包被剂多元共聚物及其制备方法。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包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水110份，蔗糖即红糖0.6份，丙烯酰胺17份，N,N-二甲基丙烯酰胺5份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵12份，螯合剂1.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵12份，增黏剂25份；上述的引发剂为高锰酸钾和钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:2；上述的螯合剂选用EDTA和乳酸两种原料的组合，EDTA与乳酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ三种原料的组合，黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ的质量之比为2:1:1。
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水110份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为60～70r/min)，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为4.5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
实施例2：本发明所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水120份，蔗糖即白糖0.5份，丙烯酰胺15份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.2份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂1.5份，引发剂0.05份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵10份，增黏剂20份；上述的引发剂为高锰酸钾；上述的螯合剂选用EDTA和柠檬酸两种原料的组合，EDTA与柠檬酸的质量之比为1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基胍尔胶HPG两种原料的组合，黄原胶与羟丙基胍尔胶HPG的质量之比为2:1。
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水120份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为75～85r/min)，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为60℃条件下聚合反应时间为4h，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℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
实施例3：本发明所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水130份，蔗糖即红糖0.7份，丙烯酰胺20份，N,N-二甲基丙烯酰胺6份，4-乙烯基愈创木酚0.5份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂2.5份，引发剂0.15份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵15份，增黏剂30份；上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:1；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸和乳酸三种原料的组合，EDTA、柠檬酸、乳酸的质量之比为2:1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基田菁HPTQ两种原料的组合，黄原胶与羟丙基田菁HPTQ的质量之比为1:1。
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水130份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为80～90r/min)，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至50℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为50℃条件下聚合反应时间为5h，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40℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
实施例4：本发明所述的钻井液用包被剂多元共聚物是由下述质量份数的原料制成的：清水125份，蔗糖即白糖0.65份，丙烯酰胺18份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵14份，螯合剂2.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵14份，增黏剂28份；上述的引发剂为钒酸钾；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸两种原料的组合，EDTA、柠檬酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶。
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①多元枝化共聚物的合成(制备聚合物粉末)：在反应釜内加入清水125份、开启搅拌情况下(搅拌器转速为80～90r/min)，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
本发明以上实施例所用的原料为市售商品，比如黄原胶可以采用黄原胶TX。本发明在淡水钻井液中的加量(重量百分比)为0.3％～0.5％，在盐水钻井液中的加量为0.8％～1.2％。
以下为本发明的试验部分：
水溶液中表观黏度测定：
在高搅杯中加入300mL蒸馏水，开启低速搅拌(3000r/min)，边搅拌边缓慢匀速加入3.50g试样，继续低速搅拌20min，在搅拌过程中应中断两次，刮下黏附于杯壁上的黏附物，配制三杯。一杯常温、一杯150℃下热滚16h、一杯170℃下热滚16h，按GB/T 16783.1规定的要求测试试样的表观黏度。
20％盐水溶液中表观黏度测定：
在高搅杯中加入300mL蒸馏水，开启低速搅拌(3000r/min)，边搅拌边缓慢匀速加入3.50g试样，继续低速搅拌20min；再加入60.00g氯化钠，继续低速搅拌15min，在搅拌过程中应中断两次，刮下黏附于杯壁上的黏附物。然后高速搅拌5min(11000r/min±300r/min)，配制三杯。一杯常温、一杯150℃下热滚16h、一杯170℃下热滚16h，按GB/T 16783.1规定的要求测试试样的表观黏度。
20％盐水溶液加试验用土后表观黏度测定：
在高搅杯中加入300mL蒸馏水，开启低速搅拌(3000r/min)，边搅拌边缓慢匀速加入3.5g试样(精确至0.01g)，继续搅拌20min；再加入60g氯化钠(精确至0.01g)，继续搅拌15min，在搅拌过程中应中断两次，刮下黏附于杯壁上的黏附物。然后高速搅拌5min(11000r/min±300r/min)，加入15.00g钻井液试验配浆用膨润土，高速搅拌20min，配制三杯。一杯常温、一杯150℃下热滚16h、一杯170℃下热滚16h，按GB/T 16783.1规定的要求测试样品浆的表观黏度。
表1各实施例制备的钻井用包被剂多元共聚物水溶液黏度测定结果
Figure BDA0002321405230000111
表2各实施例制备的钻井用包被剂多元共聚物盐水浆黏度测定结果
Figure BDA0002321405230000112
由表1可知：本发明以上各实施例制备的钻井液用包被剂多元共聚物均能达到良好的性能效果。本发明在淡水钻井液中的加量(重量百分比)为0.3％～0.5％，在盐水钻井液中的加量为0.8％～1.2％。本发明的性能为：1％水溶液表观黏度≥30.0mPa·s，在150℃和170℃老化后表观黏度≥25.0mPa·s；在20％盐水中1％溶液的表观黏度≥20.0mPa·s，在150℃和170℃老化后的表观黏度≥15.0mPa·s。20％盐水基浆中表观黏度≤30.0mPa·s，在150℃和170℃老化后的表观黏度≤25.0mPa·s。本发明的强力包被性能良好，与已有相关的钻井液用包被剂相比，在相同实验条件下，本发明的性能皆提高了10％～20％以上，且本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，它适用范围广，适用于工业化大规模生产。
本发明提供了一种钻井液用包被剂多元共聚物及其制备方法，包被剂的性能良好，具有良好的包被性、抑制性、热稳定性、抗钙镁和抗盐抗污染能力，能够抑制井壁垮塌，提高了岩屑包被效果，有效的避免或减少了钻井复杂事故的发生，提高了钻井质量与效率，本发明的以上各实施例在170℃高温下包被性能好，产品性能稳定，同时还具有优越的页岩抑制性能及降滤失性能。同时它适用范围广，达到了传统包被剂的技术要求。
综上所述，本发明的包被剂性能良好，能够抑制井壁吸水垮塌，提高了岩屑包被效果，可有效的避免或减少了钻井复杂事故的发生，从而提高了钻井质量与效率，它高效低毒，并能达到市场上使用范围较广的包被剂的技术要求。

Claims (6)

1.一种钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水110～130份，蔗糖0.5～0.7份，丙烯酰胺15～20份，N,N-二甲基丙烯酰胺5～8份，4-乙烯基愈创木酚0.2～0.5份，烯丙基三甲基氯化铵10～15份，螯合剂1～3份，引发剂0.05～0.15份，页岩抑制剂10～15份，增黏剂20～30份；
上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾中的一种或两种原料组合；上述的螯合剂为EDTA、柠檬酸、乳酸中的一种或几种原料组合；上述的页岩抑制剂为聚羟丙基二甲基氯化铵；上述的增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ中的一种或几种原料组合；
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备聚合物粉末：在反应釜内加入清水110～130份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至50℃～60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为50℃～60℃条件下聚合反应时间为4～5h，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40℃～50℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
2.根据权利要求1所述的钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水110份，蔗糖即红糖0.6份，丙烯酰胺17份，N,N-二甲基丙烯酰胺5份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵12份，螯合剂1.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵12份，增黏剂25份；上述的引发剂为高锰酸钾和钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:2；上述的螯合剂选用EDTA和乳酸两种原料的组合，EDTA与乳酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ三种原料的组合，黄原胶、羟丙基胍尔胶HPG、羟丙基田菁HPTQ的质量之比为2:1:1；
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备聚合物粉末：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蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为4.5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
3.根据权利要求1所述的钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水120份，蔗糖即白糖0.5份，丙烯酰胺15份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.2份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂1.5份，引发剂0.05份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵10份，增黏剂20份；上述的引发剂为高锰酸钾；上述的螯合剂选用EDTA和柠檬酸两种原料的组合，EDTA与柠檬酸的质量之比为1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基胍尔胶HPG两种原料的组合，黄原胶与羟丙基胍尔胶HPG的质量之比为2:1；
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备聚合物粉末：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蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至60℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为60℃条件下聚合反应时间为4h，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℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
4.根据权利要求1所述的钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水130份，蔗糖即红糖0.7份，丙烯酰胺20份，N,N-二甲基丙烯酰胺6份，4-乙烯基愈创木酚0.5份，烯丙基三甲基氯化铵15份，螯合剂2.5份，引发剂0.15份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵15份，增黏剂30份；上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1:1；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸和乳酸三种原料的组合，EDTA、柠檬酸、乳酸的质量之比为2:1:1；上述的增黏剂为黄原胶和羟丙基田菁HPTQ两种原料的组合，黄原胶与羟丙基田菁HPTQ的质量之比为1:1；
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备聚合物粉末：在反应釜内加入清水130份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至50℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为50℃条件下聚合反应时间为5h，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40℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
5.根据权利要求1所述的钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于它是由下述质量份数的原料制成的：清水125份，蔗糖即白糖0.65份，丙烯酰胺18份，N,N-二甲基丙烯酰胺7份，4-乙烯基愈创木酚0.4份，烯丙基三甲基氯化铵14份，螯合剂2.5份，引发剂0.1份，页岩抑制剂即聚羟丙基二甲基氯化铵14份，增黏剂28份；上述的引发剂为钒酸钾；上述的螯合剂选用EDTA、柠檬酸两种原料的组合，EDTA、柠檬酸的质量之比为2:1；上述的增黏剂为黄原胶；
所述的钻井液用包被剂多元共聚物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备聚合物粉末：在反应釜内加入清水125份、开启搅拌情况下，按上述质量配比依次加入蔗糖、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、4-乙烯基愈创木酚、烯丙基三甲基氯化铵、螯合剂、聚羟丙基二甲基氯化铵，缓慢加热至55℃，再加入引发剂进行水溶液聚合反应，在反应温度为55℃条件下聚合反应时间为5h，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45℃；②制备包被剂多元共聚物：将步骤①得到的聚合物粉末与上述的增黏剂，采用粉末混合机进行混合，所得产物即为钻井液用包被剂多元共聚物。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的钻井液用包被剂多元共聚物，其特征在于上述的步骤①中搅拌速率为50～100r/min。
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