CN111704685A - 一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物及其制备方法，涉及钻井液用降滤失剂技术领域，其组份以重量份计算包括：腈纶丝10‑30份、氢氧化钠20‑40份、引发剂5‑11份、调节剂1‑3份、水30‑50份；其具有降低粘度、降低失水量、改善泥饼等效果；同时该产品无荧光、无毒，特别适合探井使用。
Description
技术领域
本申请涉及钻井液用降滤失剂技术领域，具体而言，涉及一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物及其制备方法。
背景技术
随着石油工业的发展和石油需求的不断增长，油气勘探开发逐渐向深部地层和海上发展，钻井工程的难度越来越大，这就对钻井液和钻井液处理剂提出了更高要求，尤其是抗高温、抗盐性能。降滤失剂是钻井液中非常重要的一种添加剂，钻井液滤失量过大时不仅会导致钻井液的流失，还会导致井壁坍塌、污染储层等严重后果，降滤失剂的加入可以明显降低钻井液的滤失量，稳定井壁，使得钻井快速安全的进行。
降滤失剂作为钻井用的重要处理剂之一，对保证安全、快速、高效钻井起着重要作用，其用量最大，且种类繁多，主要为天然材料或天然材料改性产物和合成聚合物类。近年来，为了满足复杂地层条件安全钻井的需要，抗高温、抗盐钻井液降滤失剂的研究逐步得到重视，目前大多数国内研究工作主要集中在以丙烯酰胺为基础的多元共聚物体系上，通过在分子链上引入磺化基团和刚性链来提高产品的抗高温和抗盐性能，但在实际使用过程中，这些产品都难以承受200℃以上的高温，并且其合成工艺复杂、合成成本高、成品为固体状，钻井时需提前将固体状降滤失剂充分溶解，操作繁琐且效率低，无法满足深井、超深井的钻井要求，目前，也有一些采用腈纶作为原料生产降滤失剂的方法，例如，中国发明专利申请CN201810539708.2——一种钻井液用聚丙烯腈抗盐降滤失剂乳液，其回收喊腈纶成分的废旧衣物等作为原料进行制备，生产过程中产生大量粉尘废气，不利于环保，同时还必须高温高压进行处理，且反应时间较长，对反应设备要求较高，同时产生不必要的能源消耗，最后还必须添加纤维素来提高产品粘度，达到产品标准，增加了成本，另外还需要在常温下继续反应、保温六个小时左右，时间成本较高。
申请内容
本申请的第一个目的在于提供一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其具有降低粘度、降低失水量、改善泥饼等效果；同时该产品无荧光、无毒，可耐180℃及以上高温，有效的改善了钻井液性能，特别适合探井使用。
本申请的第二个目的在于提供一种上述环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，采用纯聚丙烯腈纶纤维作为原料，无需分拣破碎，不产生粉尘，利于环保；同时无需添加额外的纤维就能满足品质要求，在80℃-100℃下就能进行反应，对设备要求不高，同时能耗较低，有效的控制了成本。
本申请的实施例通过以下技术方案实现：
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝10-30份、氢氧化钠20-40份、引发剂5-11份、调节剂1-3份、水30-50份。
进一步的，其组份以重量份计算包括：腈纶丝15-25份、氢氧化钠25-35份、引发剂7-9份、调节剂2份、水35-45份。
进一步的，其组份以重量份计算包括：腈纶丝20份、氢氧化钠30份、引发剂8份、调节剂2份、水40份。
进一步的，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
进一步的，所述调节剂为EMMP分子量调节剂。
一种如上所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，制备步骤如下：
S1.向反应釜内加入水，同时将氢氧化钠投入反应釜，启动反应釜夹套，加热反应釜；
S2.将腈纶丝和引发剂加入到反应釜内，继续加热，并不断搅拌，进行碱化和水解反应；
S3.冷却反应釜，将调节剂投入反应釜，并不断搅拌。
进一步的，S1步骤中，设定反应釜夹套的加热温度为80℃-100℃。
进一步的，S2步骤中，当温度达到100℃时，投入腈纶丝和引发剂，直至腈纶丝完全融化后，结束反应。
进一步的，S3步骤中，冷却至60℃-70℃时，投入调节剂，反应时间为5min-10min。
本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本申请提供的一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，抗污染性强，综合性能优越，能够替代原有的“腐植酸及改性沥青”等相关产品，具有降低粘度、降低失水量、改善泥饼等效果；同时该产品无荧光、无毒，可耐180℃及以上高温，有效的改善了钻井液性能，特别适合探井使用。
本申请提供的一种上述环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，能够快速、稳定的生产上述环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，同时，其采用纯聚丙烯腈纶纤维作为原料，无需分拣破碎，不产生粉尘，利于环保；同时无需添加额外的纤维就能满足品质要求，在80℃-100℃下就能进行反应，对设备要求不高，同时能耗较低，有效的控制了成本；最后加入调节剂，进一步的提高成品的整体性能，尤其是产品的抗盐性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物及其制备方法进行具体说明。
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝10-30份、氢氧化钠20-40份、引发剂5-11份、调节剂1-3份、水30-50份；其中，引发剂为过氧化二苯甲酰；调节剂为EMMP分子量调节剂。
该产品主要是以高纯度腈纶丝、氢氧化钠为主要原材料，引入一定量的引发剂，经碱化反应后，形成具有显著的耐高温、降滤失和抗盐性能的中间体，为了使产品性能稳定，加入一定比例的调节剂，形成小分子聚合物，由此得到的乳液聚合物产品。具有降低粘度、降低失水量、改善泥饼等效果。由于该产品无荧光、无毒，可耐180℃及以上高温，有效的改善了钻井液性能，特别适合探井使用。
一种上述环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，制备步骤如下：
S0.按照产品的配方要求，将各物料准确称量，通过叉车等工具将物料运输放置到待用位；
S1.向反应釜内加入水，同时将氢氧化钠投入反应釜，启动反应釜夹套，加热反应釜；设定反应釜夹套的加热温度为80℃-100℃；
S2.当温度达到100℃时，将腈纶丝和引发剂加入到反应釜内，继续加热，并不断搅拌，进行碱化和水解反应，直至腈纶丝完全融化后，结束反应；
S3.冷却反应釜，冷却至60℃-70℃时，可选的，冷却温度可以为60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃将调节剂投入反应釜，为了能够使物料充分接触，也为了保证产品性能的稳定，需要不断搅拌，反应时间为5min-10min，可选的，反应时间可以为5min、6min、7min、8min、8min、10min；
S4.搅拌后的物料，通过泵输送至成品储料罐内，工人通过计量、灌装到包装桶里，运送到成品库存放。
本申请至少具备如下优点：
首先，腈纶原料直接从厂家购买聚丙烯腈纤维成品，购买回来，无须安排人员进行分拣和破碎，可以直接投入生产环节使用。不仅省掉一部分人员费用支出，最主要不会产生粉尘，更利于环保要求；同时,由于采用聚丙烯纤维纯品当做原料使用，所以反应过后，无须再次加入相同性质的纤维素混合物，进而减少反应及保温时间，缩短整个生产时间。
其次，为了降低能耗，缩减水解反应时间，我公司特在此反应环节加入一定量的引发剂，在常温80-100℃的下就可以进行反应。反应时间可以控制在1-2个小时。
最后，在产品整体成本在可控范围内，加入一定比例的调节剂，可以使产品其他性能要求整体提高。
实施例1
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝10份、氢氧化钠20份、引发剂5份、调节剂1份、水30份。
实施例2
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝30份、氢氧化钠40份、引发剂11份、调节剂3份、水50份。
实施例3
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝15份、氢氧化钠25份、引发剂7份、调节剂2份、水35份。
实施例4
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝25份、氢氧化钠35份、引发剂9份、调节剂2份、水45份。
实施例5
一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其组份以重量份计算包括：腈纶丝20份、氢氧化钠30份、引发剂8份、调节剂2份、水40份。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其特征在于：其组份以重量份计算包括：腈纶丝10-30份、氢氧化钠20-40份、引发剂5-11份、调节剂1-3份、水30-50份。
2.根据权利要求1所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其特征在于：其组份以重量份计算包括：腈纶丝15-25份、氢氧化钠25-35份、引发剂7-9份、调节剂2份、水35-45份。
3.根据权利要求2所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其特征在于：其组份以重量份计算包括：腈纶丝20份、氢氧化钠30份、引发剂8份、调节剂2份、水40份。
4.根据权利要求1所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
5.根据权利要求1所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物，其特征在于：所述调节剂为EMMP分子量调节剂。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
S1.向反应釜内加入水，同时将氢氧化钠投入反应釜，启动反应釜夹套，加热反应釜；
S2.将腈纶丝和引发剂加入到反应釜内，继续加热，并不断搅拌，进行碱化和水解反应；
S3.冷却反应釜，将调节剂投入反应釜，并不断搅拌。
7.根据权利要求6所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，其特征在于：S1步骤中，设定反应釜夹套的加热温度为80℃-100℃。
8.根据权利要求6所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，其特征在于：S2步骤中，当温度达到100℃时，投入腈纶丝和引发剂，直至腈纶丝完全融化后，结束反应。
9.根据权利要求6所述的环保型抗温抗盐的降滤失乳液聚合物的制备方法，其特征在于：S3步骤中，冷却至60℃-70℃时，投入调节剂，反应时间为5min-10min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200925 |