CN114773539B - 一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂及其制备方法。该增粘降滤失剂是由共聚单体、交联剂、助溶剂及引发剂在水中共聚制得；所述共聚单体包括乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体；其中，以100重量份的水为基准，共聚单体为20‑45份，助溶剂为0.5‑1.5份；所述交联剂的质量为共聚单体质量的0.4‑2％；所述引发剂的质量为共聚单体质量的0.2‑0.5％。本发明还提供了上述降滤失剂的制备方法。本发明所得降滤失剂在高温高盐条件下，该增粘降滤失剂可以有效降低钻井液滤失量、提高钻井液黏度并维持钻井液流变稳定性，可应用于深部高含盐地层油气钻探中。

Description

一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失 剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂及其制备方法，属于钻井技术领域。
背景技术
随着我国石油天然气勘探开发力度逐年递增，钻井深度及钻遇地层复杂程度不断增大。深部地层钻井常伴随高温(可达200℃以上)及高含盐(可达饱和盐)问题，高温高盐易使降滤失剂降解、蜷曲、增稠等，导致钻井液降滤失性能、流变性能发生显著变差，严重影响钻井液维持井壁稳定、携带岩屑及悬浮加重材料能力，导致引发井涌、井喷等重大安全事故。因此，提高水基钻井液降滤失剂在高温高盐条件下的稳定性对于深部地层安全高效钻井至关重要。
现有技术中已有关于提高降滤失剂抗温抗盐性能的报道。例如：中国专利文献CN111875758A公开了一种抗温达220℃的纳米材料降滤失剂，但该降滤失剂不能满足抗盐要求；中国专利文献CN110437361A公开了一种降滤失剂，具有耐饱和盐和一定的耐钙能力，但其耐温能力仅达180℃，耐温性能不足；中国专利文献CN106432632A公开了一种耐盐钙的胺基聚合物降滤失剂，耐温180℃，且在高温高盐条件下热滚后黏度较低。当前降滤失剂耐高温性能已经取得较大突破，可达220-260℃，但其在高温高含盐条件下的问题仍较为突出，主要表现在高温高盐条件下降滤失性能低，高温高盐老化后黏度太小，不能适用于高温高含盐地层。中国专利文献CN105733524A提供了一种抗高温、耐盐的降滤失剂，以重量份数计，该降滤失剂的原料组成包括丙烯酰胺3-10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15-25份、苯乙烯磺酸钠20-40份、马来酸酐3-8份、氢氧化钠水溶液27-52份、过硫酸铵水溶液3-6份和纯净水220份。该降滤失剂在高温增粘及降滤失效果优异，但随着温度增加钻井液增粘严重，粘度变化大，不利于钻井液在高温下的流变性能的稳定性。
因此，开发一种适用于高温高含盐地层的降滤失剂对于深层油气开发具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂及其制备方法。本发明的增粘降滤失剂在高温高盐条件下，可以有效降低钻井液滤失量、提高钻井液黏度并维持钻井液流变稳定性，可应用于深部高含盐地层油气钻探中。
本发明的技术方案如下：
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂，该增粘降滤失剂是由共聚单体、交联剂、助溶剂及引发剂在水中共聚制得；所述共聚单体包括乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体；其中，以100重量份的水为基准，共聚单体为20-45份，助溶剂为0.5-1.5份；所述交联剂的质量为共聚单体质量的0.4-2％；所述引发剂的质量为共聚单体质量的0.2-0.5％。
根据本发明优选的，所述乙烯基单体为丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的，所述长疏水链酯类单体为甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸十八烷基酯。
根据本发明优选的，所述共聚单体中乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体的质量比为5-15:2.5-7.5:1-4:1。
根据本发明优选的，所述助溶剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠。
根据本发明优选的，所述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。
根据本发明优选的，所述交联剂为超支化聚硅氧烷交联剂；所述超支化聚硅氧烷交联剂按照下述方法制备得到：
在氮气保护、搅拌条件下将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷加入乙醇水溶液中；调节体系的pH至5-6后进行反应；反应完成后，经干燥，得到超支化聚硅氧烷交联剂。
进一步优选的，所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1-3:10。
进一步优选的，所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷的质量比为1:0.8-1.2；所述乙醇水溶液中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷的总质量浓度为0.05-0.15g/mL。
进一步优选的，使用质量分数为10％的HCl溶液调节体系的pH至5-6。
进一步优选的，所述反应的温度为50-60℃，所述反应的时间为3-5h。
进一步优选的，所述干燥为将反应所得产物在65℃干燥至恒重，所得透明液体即为超支化聚硅氧烷交联剂。
根据本发明优选的，上述水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
将助溶剂加入水中，搅拌至充分溶解后，加入乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体和交联剂，搅拌至分散均匀；调节体系的pH至6-8后，升温至反应温度，在氮气保护下，加入引发剂进行恒温反应；反应完成后，冷却，即得到水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂；其中，所述水为100重量份，所述助溶剂为0.5-1.5重量份，所述乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体共20-45重量份；所述交联剂的质量为乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体总质量的0.4-2％；所述引发剂的质量为乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体总质量的0.2-0.5％。
根据本发明优选的，使用质量分数为30-40％的NaOH溶液调节体系的pH至6-8。
根据本发明优选的，所述反应温度为60-80℃；所述恒温反应的时间为4-7h。
根据本发明优选的，所述搅拌速度均为200-300r/min。
本发明还提供了一种水基钻井液，包含膨润土浆和上述水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂；优选的，每1L膨润土浆中加入5-30g水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
根据本发明，所述膨润土浆的制备方法为现有技术；优选的，所述膨润土浆按照下述方法制备得到：在搅拌速度为5000-6000r/min的高速搅拌下向水中加入膨润土和Na2CO3，在室温下自然养护后即配成膨润土浆；优选的，以400mL水计，所述膨润土的加入量为16g，Na2CO3的加入量为1.2g，高速搅拌2h后在室温下自然养护16-24h即制得膨润土浆。
本发明的技术特点如下：
本发明的适用于高温高含盐地层的水基钻井液增粘降滤失剂是由乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体及交联剂共聚制得的一种具有疏水缔合特性的多元共聚物。该共聚物选用C-C链作为主链，具有极高的热稳定性；在共聚物侧基中引入了苯环等环状结构，增大了分子链刚性，提高共聚物的热稳定性；共聚物的酰胺基团、磺酸基团、水解的羧基等基团通过氢键作用等吸附在黏土表面，增大黏土的水化膜厚度，维持黏土在高温条件下的水化分散状态，提高钻井液在高温下的稳定性；疏水侧链的存在使共聚物具有疏水缔合特性，盐促进聚合物疏水缔合的特性增强了黏土与聚合物间的空间网络结构，提高了钻井液在高温高盐下的降滤失性能，并提高了钻井液在高温高盐下的黏度；超支化交联剂的引入使得聚合物具有大量微交联网络结构，有效提高钻井液在高温高盐下的稳定性。多种作用基团的共同作用下，使得含有该降滤失剂的水基钻井液在200℃、30％NaCl老化条件下仍具有良好的降滤失性能和流变性能，且在高温高盐下粘度变化小。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的降滤失剂在钻井液具有良好的抗高温抗盐性能，在高温高盐条件下有效降低钻井液滤失量，可以满足深部高含盐地层钻井的需要。实验证明，本发明的增粘降滤失剂抗温可达200℃，耐盐可达30％。
2、本发明的增粘降滤失剂加入钻井液后，钻井液老化后表观粘度保留率高，粘度随温度变化小，在为钻井液提供优良的降滤失性能和增粘性能的同时，可以有效维持钻井液的流变稳定性，满足深部高含盐地层钻井的需要。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂、材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
制备例1
将乙醇与水按照体积比为1:10的比例混合，配制乙醇水溶液100mL；在氮气保护，搅拌条件下将5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与5g二甲氧基(甲基)苯基硅烷加入上述乙醇水溶液中，使用质量分数为10％的HCl溶液调节体系pH至5.5，在60℃恒温反应4h；反应完成后，将所得产物在65℃下烘干至恒重，所得透明液体即为超支化聚硅氧烷交联剂ZB1。
制备例2
将乙醇与水按照体积比为1:10的比例混合，配制乙醇水溶液100mL；在氮气保护，搅拌条件下将5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与4g二甲氧基(甲基)苯基硅烷加入上述乙醇水溶液中，使用质量分数为10％的HCl溶液调节体系pH至5.5，在60℃恒温反应3h；反应完成后，将所得产物在65℃下烘干至恒重，所得透明液体即为超支化聚硅氧烷交联剂ZB2。
实施例1
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系的pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
实施例2
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和1g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取10g丙烯酰胺、10g甲基丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、3g甲基丙烯酸月桂酯和0.15g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
实施例3
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和1g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g丙烯酸十六烷基酯和0.25g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系液pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
实施例4
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取10g丙烯酰胺、5g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g丙烯酸十六烷基酯和0.1g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.05g过硫酸铵，在65℃下恒温反应5h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
实施例5
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取10g丙烯酰胺、6g苯乙烯磺酸钠、2g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.1g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸钾，在65℃下恒温反应5h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
实施例6
一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250ml烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB2加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
对比例1
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中未加入长疏水链酯类单体。
对比例2
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中未加入马来酸酐。
对比例3
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系的pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中未加入苯乙烯磺酸钠。
对比例4
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系的pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中未加入交联剂ZB1。
对比例5
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系的pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中仅使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷代替交联剂ZB1。
对比例6
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g N,N-二甲基双丙烯酰胺加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％NaOH溶液调节烧杯中反应体系的pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用降滤失剂。
本对比例中使用常用N,N-二甲基双丙烯酰胺代替交联剂ZB1。
对比例7
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取35g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、2g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应5h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
本对比例中共聚单体中丙烯酰胺的比例过高。
对比例8
一种水基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
向250mL烧杯中加入100g蒸馏水和0.5g十二烷基硫酸钠，使用磁力搅拌器在200r/min下搅拌至充分溶解；称取20g丙烯酰胺、10g苯乙烯磺酸钠、4g马来酸酐、6g甲基丙烯酸月桂酯和0.2g交联剂ZB1加入烧杯中，搅拌至充分分散均匀；使用质量分数为40％的NaOH溶液调节烧杯中反应体系pH为7，将反应体系转移至三口烧瓶中，在磁力搅拌下水浴加热至65℃；在氮气保护下，向烧瓶中加入0.1g过硫酸铵，在65℃下恒温反应4h并反应全程通入氮气；反应完成后，自然冷却至室温，所得白色粘稠产物即为水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
本对比例中共聚单体中甲基丙烯酸月桂酯的比例过高。
测试例1
膨润土浆的制备：在搅拌速度为5000r/min的高速搅拌条件下向400mL水中加入16g膨润土和1.2g Na2CO3，继续高速搅拌2h后在室温下自然养护24h即制得膨润土浆。
分别取实施例1-5和对比例1-8制备的降滤失剂各8g，在5000r/min高速搅拌下分别加入400mL膨润土浆中，搅拌20min后加入120g NaCl，NaCl的质量体积百分浓度为30％，搅拌20min后，根据GB/T16783.1-2006标准测定所制各钻井液的流变及滤失性能；测试完毕后将各钻井液装入老化罐中，在200℃下恒温滚动16小时，冷却至室温后在5000rpm下搅拌20min，测定各钻井液老化后的流变及滤失性能，结果见表1。
表1钻井液性能测试
Figure BDA0003629557460000101
Figure BDA0003629557460000111
注：表1中基浆为膨润土浆+30％NaCl(所述％为质量体积百分浓度，即400mL膨润土浆中加入120g NaCl)
测试例2
以本发明所制降滤失剂与现有产品进行了对比测试，分别取油田常用抗温抗盐降滤失剂DSP-1、Driscal D、SMP-Ⅱ及实施例4-5各8g，在5000r/min高速搅拌下分别加入400mL膨润土浆中，搅拌20min后加入120g NaCl，NaCl的质量体积百分浓度为30％，搅拌20min后，根据GB/T16783.1-2006标准测定所制各钻井液的流变及滤失性能；测试完毕后将各钻井液装入老化罐中，在200℃下恒温滚动16小时，冷却至室温后在5000rpm下搅拌20min，测定各钻井液老化后的流变及滤失性能，结果见表2。
其中，表观粘度保留率计算方法为：
Figure BDA0003629557460000112
表2降滤失剂性能对比测试
Figure BDA0003629557460000113
Figure BDA0003629557460000121
通过表1和表2的数据可以看出，该增粘降滤失剂在钻井液具有良好的抗高温抗盐性能，可以满足深部高含盐地层钻井的需要。在200℃、30％NaCl老化条件下，API滤失量能够降低至3.6mL，HTHP(200℃)滤失量能够降低至30.0mL，老化后表观粘度高达32.0mPa·s，表观粘度保留率高达88.9％，在为钻井液提供优良的降滤失性能和增粘性能的同时，可以有效维持钻井液的流变稳定性，性能优于同类油田常用产品。
综上，本发明的增粘降滤失剂可以在高温高盐条件下有效降低钻井液滤失量、提高钻井液黏度、维持钻井液流变性能稳定性，满足深部高含盐地层钻井的需要。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂，其特征在于，该增粘降滤失剂是由共聚单体、交联剂、助溶剂及引发剂在水中共聚制得；所述共聚单体包括乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体；其中，以100重量份的水为基准，共聚单体为20-45份，助溶剂为0.5-1.5份；所述交联剂的质量为共聚单体质量的0.4-2%；所述引发剂的质量为共聚单体质量的0.2-0.5%；
所述乙烯基单体为丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合；所述长疏水链酯类单体为甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯或丙烯酸十八烷基酯；
所述共聚单体中乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体的质量比为5-15:2.5-7.5:1-4:1；
所述的交联剂为超支化聚硅氧烷交联剂；所述超支化聚硅氧烷交联剂按照下述方法制备得到：在氮气保护、搅拌条件下将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷加入乙醇水溶液中；调节体系的pH至5-6后进行反应；反应完成后，经干燥，得到超支化聚硅氧烷交联剂。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂，其特征在于，所述助溶剂为十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。
3.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂，其特征在于，所述乙醇水溶液中乙醇和水的体积比为1-3:10；
所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷的质量比为1:0.8-1.2；所述乙醇水溶液中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲氧基(甲基)苯基硅烷的总质量浓度为0.05-0.15g/mL。
4.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂，其特征在于，使用质量分数10%的HCl溶液调节体系的pH至5-6；所述反应的温度为50-60℃，所述反应的时间为3-5h；所述干燥为将反应所得产物在65℃干燥至恒重，得到超支化聚硅氧烷交联剂。
5.权利要求1所述水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
将助溶剂加入水中，搅拌至充分溶解后，加入乙烯基单体、苯乙烯磺酸钠、马来酸酐、长疏水链酯类单体和交联剂，搅拌至分散均匀；调节体系的pH至6-8后，升温至反应温度，在氮气保护下，加入引发剂进行恒温反应；反应完成后，冷却，即得到水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
6.根据权利要求5所述水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，使用质量分数为30-40%的NaOH溶液调节体系的pH至6-8；
所述反应温度为60-80℃；所述恒温反应的时间为4-7h；所述搅拌速度均为200 -300r/min。
7.一种水基钻井液，其特征在于，包含膨润土浆和权利要求1所述的水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂；每1L膨润土浆中加入5-30g水基钻井液用抗高温耐高盐微交联疏水缔合增粘降滤失剂。
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