一种降滤失剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻井液用抗高温降滤失剂及其制备方法，该降滤失剂是2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵和对苯乙烯磺酸钠共聚而成，其摩尔比为3～6：6～9：1～2：1～2。制备过程如下：四种单体共混搅拌，通氮气除氧，到达指定温度时开始滴加引发剂，引发共聚反应得到粘稠状胶状物，用无水乙醇反复提取，索氏提取法、有机溶剂溶解法除杂，得到纯净、干燥的共聚物降滤失剂。本发明的降滤失剂在淡水钻井液、盐水钻井液中具有较好流变性能和降滤失性能，抗温性能良好，降滤失剂分子结构中，吸附水化基团通过与粘土作用，改变粘土颗粒的粒径，改变粘土胶粒表面的ζ电位，形成的滤饼薄而致密，渗透率低，可有效降低滤失量。
【专利说明】一种降滤失剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钻井液降滤失剂，尤其涉及一种钻井液抗高温共聚物类降滤失剂 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代石油工业的迅猛发展和对石油需求量的不断增加，钻遇地层日趋复杂， 钻遇深井、超深井越来越多，井底温度甚至达到200°C及以上，这对现代钻井工艺技术提出 了巨大挑战。
[0003] 降滤失剂作为钻井液最重要的处理剂之一，对保证安全、快速、高效钻井起着重要 作用。而高温高压的深井井下环境使普通钻井液降滤失剂发生高温交联、高温降解、高温 增稠等使其滤失性和流变性失去控制，普通钻井液降滤失剂已不能满足深井超深井钻井需 要，因此，抗高温钻井液降滤失剂的研发是最核心内容。
[0004] 目前，现有的抗高温降滤失剂主要分为天然/天然改性高分子化合物和合成聚合 物类降滤失剂。天然/天然改性高分子化合物类降滤失剂（主要包括纤维素、淀粉、腐殖 酸及其改性产物）主要用于钻遇井底温度不超过180°c的深井，因此其使用范围受到限制。 而聚合物类降滤失剂是通过不饱和或环状的碳键相互加成得到的，一般以一 C 一 C 一键作 为共聚物分子的主链，单体上的功能性基团一般在共聚物的侧链上。在共聚物高分子中，一 C 一 C 一键的断裂需要很高的能量，即使环境温度很高，也不易发生断裂。因此，此类降滤失 剂的主链较其他类型的降滤失剂更加稳定，抗温性能力更强，使用温度更高。
[0005] 总体来说，现有技术使用的聚合物降滤失剂相对分子量较高，为使其在高温高盐 条件下起较好降滤失作用，必须加大其用量，这样带来的不利因素或造成钻井液体系粘度 增加或由于聚合物高温增稠、高温降解、高温交联等使其流变性不易控制。现有的高温高压 降滤失剂磺化酚醛树脂（SMP-1和SMP-2)可以基本满足200°C以内钻井需要，但不能满足超 高温条件下盐水和饱和盐水高温高压滤失量和流变性的控制。
【发明内容】
[0006] 本发明针对上述缺点，从聚合物降滤失剂的作用机理出发，同时针对抗高温这一 技术难题提供了一种抗高温降滤失剂及其制备方法。
[0007] 本发明公开了一种降滤失剂，其主要由2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、 N，N-二甲基二烯丙基氯化铵、对苯乙烯磺酸钠为原料反应制备而成，反应式为：
[0008]
【权利要求】
1. 一种降滤失剂，其特征在于，其主要由2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、 N，N-二甲基二烯丙基氯化铵、对苯乙烯磺酸钠为原料反应制备而成； 所述原料2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酰胺、N，N-二甲基二烯丙基氯化铵和对 苯乙烯磺酸钠的摩尔比为3?6 :6?9:1?2:1?2。
2. -种制备如权利要求1所述的降滤失剂方法，其特征在于，包括以下步骤： A. 将所述2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸溶于蒸馏水中，再在冰水浴中加入与所述 2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸等摩尔量的氢氧化钠； B. 调节步骤A溶液的pH为4?13,之后依次加入所述丙烯酰胺、所述N，N-二甲基二 烯丙基氯化铵和所述对苯乙烯磺酸钠，并通入氮气不断混合搅拌并加热； C. 当温度达到50?120°C时，向混合溶液里滴加引发剂，所述引发剂加量是所述2-甲 基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、所述丙烯酰胺、所述N，N-二甲基二烯丙基氯化铵和所述对苯乙 烯磺酸钠四种物质总质量的〇. 1 %?1. 〇%，之后进行保温反应5?7小时得到粘稠状胶状 物； D. 将所述粘稠胶状物用有机溶剂提取，进行分离提纯，并在40?70°C真空干燥箱干燥 得到所述降滤失剂； 其中步骤A中蒸馏水的用量为使总单体浓度控制在10%?35%之间。
3. 根据权利要求2所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤B中用氢氧化钠、氢 氧化钾，氢氧化铵中的一种或多种调节步骤A溶液的pH为4?13。
4. 根据权利要求2所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵。
5. 根据权利要求2所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤D中所述粘稠胶状物 用有机溶剂提取2?4次。
6. 根据权利要求2所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，将所述提取后的产物用 索氏提取器进行分离提纯。
7. 根据权利要求6所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，将所述提取后的产物在 有机溶剂浸泡24?72h，然后在索氏提取器中用无水乙醇抽提。
8. 根据权利要求2、5-7任一项所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶 剂为无水乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚、四氢呋喃、苯、甲苯、环己烷中的一种或 两种以上任意比例的混合物。
【文档编号】C08F220/58GK104403645SQ201410617819
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】白小东, 杨毅, 肖丁元, 王煦, 蒲晓林 申请人:西南石油大学