抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液及其制备方法与流程

本发明涉及一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液及其制备方法，属于钻井液
技术领域：
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背景技术：
常规油包水钻井液通常具有高乳化稳定性和强油润湿性能，会对岩屑、钻柱及与连续油相接触的地层产生强烈的油润湿性，避免了使用水基钻井液造成水敏性页岩失稳带来的一系列钻井问题。然而，常规油基钻井液会产生系列后续问题，例如：导致地层、岩屑等润湿性改变，泥饼清除困难，固井胶结强度下降，乳状液堵塞地层，含油岩屑不易处理、处理成本高等。由此产生了油基钻井液的钻井效率与油气井产能、环境保护等方面的矛盾，不仅阻碍了油基钻井液的推广应用，严重影响了油气资源的勘探与开发的效益。1999年，arvindd.patel首次提出了可逆逆乳化钻井液，和传统逆乳化钻井液的区别在于采用酸/碱响应型可逆乳化剂。在外在条件的刺激下，钻井液产生乳液状态的转变和润湿性的反转，实现油基钻井液和水基钻井液的相互转换，从而兼具油基钻井液和水基钻井液的优点。目前报道的可逆逆乳化钻井液体系，通常是以有机胺类表面活性剂作为可逆乳化剂，利用有机胺类表面活性剂的质子化和去质子化，实现乳液的转向。但目前现场应用的可逆油包水钻井液使用温度通常为120℃，密度低于1.2g/cm3，对高温高密度可逆油包水钻井液的研究不足。且重点维护油包水钻井液的性能，并不关注逆转后的水包油钻井液的性能。《国外油田工程》杂志2008年8月第8期刊登了一篇题为《适用于钻水平井的可逆转油包水钻井液研究》的资料，介绍了一种合成基钻井液，密度为1.2g/cm3，抗温能力达到120℃。《精细石油化工进展》杂志2009年11月第10卷第11期刊登了一篇题为《可逆转油基钻井液体系配制及性能评价》的资料，介绍了一种合成基钻井液，密度为1.2g/cm3，抗温能力达到120℃。《石油钻探技术》杂志2013年7月第41卷第4期刊登了一篇题为《基于乳状液转相技术的钻井液新体系室内研究》的资料，介绍了一种合成基钻井液，密度为1.2g/cm3，抗温能力达到180℃。《广东化工》杂志2013年9月第40卷第17期刊登了一篇题为《一种新型的油基钻井液——可逆乳化油基钻井液的研究》的资料，介绍了一种合成基钻井液，密度为1.2g/cm3，抗温能力达到150℃。2014年，张志行在《石油化工应用》第33卷第7期第92-94页发表了名为《可逆乳状液逆转过程及其影响因素研究与分析》的文章，报道了使用聚氧乙烯脂肪胺作为乳化剂，醋酸作为ph调节剂的ph控制的可逆转乳状液。《化学世界》杂志2015年4月第4期刊登了一篇题为《可逆转油基钻井液用乳化剂的合成及性能研究》的资料，介绍了一种可逆乳化剂的制备方法，该可逆乳化剂是以9-烯十八酸甲酯和羟乙基乙二胺为原料，采用酰胺化反应合成了而得到的，并介绍了由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在50℃时的性能，但是该资料没有涉及该可逆乳化剂以及由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在高温老化之后的表现。2013年，任妍君等在《石油钻探技术》第41卷第04期第87-91页发表了名为《基于乳状液转相技术的钻井液新体系室内研究》的文章，报道了ph值控制的可逆乳化液钻井液体系，抗温达180℃，密度为1.2g/cm3。中国专利公告的专利号：zl03133993.x，公布了一种可逆乳化剂的制备方法及其在油基钻井液中的应用，但是没有涉及该乳化剂以及由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在高温老化之后的表现。中国公开了专利申请号为cn105385423a一种抗高温可逆乳化剂的制备方法及其在钻井液中的应用，专利公开了抗高温可逆乳化剂的制备方法，所制备的可逆乳化钻井液的密度最高为1.5g/cm3，抗温达150℃。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供了抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，及其制备方法。其密度可在0.8g/cm3～1.8g/cm3直接可调，在100～180℃范围内具有较好的流变性、悬浮稳定性、滤饼清除性、滤失量控制、环境友好、油包水乳液和水包油乳液可稳定逆转的性质。本发明是通过以下技术方案实现的。本发明提供一种抗高温高密度可逆油包水钻井液，由以下重量份的原料组成：油相：30-70份；水相：30-70份；可逆乳化剂：2-5份；辅乳化剂：1-3份；有机土：0-2份；降滤失剂：1-4份；碱度调节剂：0-1份；润湿剂：0-0.5份；提切剂：0-2份；加重材料：0-800份。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，油相为柴油、白油、气制油、航空煤油、生物柴油的一种或几种的组合物。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，水相为0％～30％质量百分浓度的氯化钙水溶液。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，有机土为蒙脱石的季铵化产物。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，碱度调节剂为氧化钙。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，润湿剂为卵磷脂、十六烷基三甲基溴化铵或咪唑啉两性表面活性剂。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，提切剂为肉豆蔻酸或异辛酸铝。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，加重材料采用石灰石、重晶石、赤铁矿中的一种，或者其中两种或多种的任一比例的混合物。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，可逆乳化剂为脂肪酰多胺基及其衍生物，其结构通式为：r1(ch2)m(conh)n(c6h4)x(nh)y(nh2)zr2。其中r1为碳原子数为12-22的长链脂肪酸，优选的，为油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或者菜籽油脂肪酸的一种，或者多种的混合物。r2为碳原子数为12-22的长链脂肪酸，优选的，为油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或者菜籽油脂肪酸的一种或者多种的混合物。其中，m为8～40，n为1～10，x为0～4，y为2～8，z为8。脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂采用如下的方法合成：将碳原子数为12-22的长链脂肪酸、胺基及衍生物、酸酐进行酰亚胺化交联反应，搅拌下加热升温至150-200℃反应，生成脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂。具体的，在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入碳原子数为12-22的长链脂肪酸、胺基及衍生物，加入催化剂koh，通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在150-200℃下蒸馏出反应生成的水；反应4h后，停止反应，得到中间产物脂肪烷基酰胺基衍生物；在中间产物脂肪烷基酰胺基衍生物中加入酸酐和胺基数多于2个的胺基及衍生物作为交联剂，用乙酸乙酯萃取多次，丙酮重结晶多次，即得到所述的脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂。其中碳原子数为12-22的长链脂肪酸优选为油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或者菜籽油脂肪酸中的一种或者多种的混合物；胺基及衍生物包括但不限于乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、羟乙基乙二胺，n，n-二甲基-1，3-丙二胺、苯胺、苯二胺等其中的一种或几种，其中胺基数多于2个可用作交联类胺基处理剂；酸酐为马来酸酐或者丁二酸酐；酰亚胺化交联反应可采用直接酰胺法或者酰氯法等。优选的，制备时，碳原子数为12-22的长链脂肪酸为1-3mol，胺基及衍生物为1-3mol，催化剂koh为反应物总质量分数0.1～0.4％，酸酐为1-3mol，交联类胺基处理剂为0.5-4mol。作为一种优选的方案，本发明的脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂采用如下的方法合成：在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入1mol的碳原子数为12-22的长链脂肪酸，加入1mol的二乙烯三胺，加入反应物总质量分数0.1～0.4％的催化剂koh，优选的质量分数为0.15％；通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在180℃下蒸馏出反应生成的水；反应4h后，停止反应，得到中间产物脂肪烷基酰胺基二乙烯三胺。然后在上述脂肪烷基酰胺基二乙烯三胺中，加入1mol的马来酸酐和0.5mol的苯二胺，用乙酸乙酯萃取2次，丙酮重结晶3次，产物为棕色蜡状物质，即为所述的可逆乳化剂。上述的碳原子数为12-22的长链脂肪酸采用油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或菜籽油脂肪酸的一种，或者多种的混合物。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，辅乳化剂为高hlb值表面活性剂，具体的，为甜菜碱、tween系列，脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)系列等高hlb值表面活性剂。辅乳化剂可形成稳定的水包油乳液，且该水包油乳液受ph值的影响较小。tween优选的为tween-20、tween-40、tween–60、tween–80中的一种或几种的混合物；脂肪醇聚氧乙烯醚优选的为aeo-9。甜菜碱优选的为十二烷基磺基甜菜碱。本发明的辅乳化剂与脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂形成氢键吸附，分子间有效的缔合，有利于实现稳定的乳液逆转，在逆转时无破乳和析出。本发明的一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，其中，降滤失剂为双亲降滤失剂。双亲降滤失剂包括但不限于双亲聚合物类降滤失剂，亲水改性的沥青类降滤失剂，疏水改性的腐殖酸类降滤失剂。优选的，降滤失剂为双亲聚合物类降滤失剂，其分子链中既含有疏水基团，也含有亲水基团。在油相中具有良好的分散性，降滤失剂中的吸附基团可吸附在有机土的端面上，增强有机土的分散性，从而起到在油包水钻井液中良好降滤失性能。另一方面，双亲降滤失剂在酸性条件下，共聚物中的叔胺基基团会发生质子化作用，从而使得共聚物带正电荷，增加了该聚合物在水溶液中的溶解度，因而可在水包油钻井液中起到降滤失的效果。本发明的双亲聚合物降滤失剂的结构通式为：其中，r3为含有烯烃的疏水长链单体，包括但不限于丙烯酸脂类衍生物，烯丙基氯化铵类衍生物，烯丙基酰胺类衍生物等。其中，含有烯烃的疏水长链单体的碳链长度为c10～c22。r4为含胺基的ph响应型单体，包括但不限于甲基丙烯酸二乙氨基乙酯，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等。具体的，通式中，a＝1～3；b＝2～7；c＝1～3；d＝2～5；e＝0.1～1。所述双亲聚合物降滤失剂采用一定量含有烯烃的疏水长链单体和苯乙烯、水溶性单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(dmaema)，经乳液聚合的方法，合成双亲聚合物降滤失剂。具体的，双亲聚合物降滤失剂采用以下的方法合成：配制乳化剂(span80和tween80)的水溶液，加入三口烧瓶中，搅拌，然后加入含有烯烃的疏水长链单体和苯乙烯，搅拌后，采用乳化机乳化，形成白色乳液，然后加入交联剂，得到分散好的乳液。将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升温至60～80℃，加入偶氮二异丁腈(aibn)，再加入经naoh中和至中性的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(dmaema)。将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为所述的双亲聚合物降滤失剂。细节的，双亲聚合物降滤失剂采用以下的方法合成：配制100份含(span80和tween80)的水溶液，加入三口烧瓶中，搅拌，加入含有烯烃的疏水长链单体1～3份和苯乙烯2～7份，搅拌10min后，采用乳化机乳化30min，形成白色乳液，然后加入交联剂二乙烯基苯0.1～1份，将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升温至60～80℃，加入质量分数为反应物的0.5％偶氮二异丁腈(aibn)，再加入经naoh中和至中性的1～3份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和2～5份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(dmaema)。将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为所述的双亲聚合物降滤失剂。其中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯含有可质子化的叔胺基基团。烯丙基氯化铵类衍生物，具体的，其通式为：通式中，a＝1～3；b＝2～7；c＝1～3；d＝2～5；e＝0.1～1。酸度系数pka体现了一种化合物的离子化能力。本发明合成的双亲聚合物类降滤失剂中含有dmaema结构单元，即存在叔胺基基团，因此当ph值小于该聚合物的pka时，双亲聚合物类降滤失剂中的叔胺基基团会发生质子化作用，增加了该双亲聚合物类降滤失剂在水溶液中的溶解度。随着溶液ph值的降低，双亲聚合物类降滤失剂中叔胺基基团离子化程度增加，在水溶液中的溶解度增强。本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，按照如下方法制备：按配比将可逆乳化剂、辅乳化剂加入到油相中高速(1000rpm-12000rpm)搅拌10～20分钟，加入水相高速搅拌(1000rpm-12000rpm)乳化30分钟；再加入有机土、碱度调节剂、降滤失剂、润湿剂、提切剂，并搅拌10-40分钟，最后加入加重剂把钻井液密度调节到需要值，并搅拌10-30分钟，得到抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液。本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，具有以下的有益效果。第一，本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，密度可在0.8g/cm3～1.8g/cm3直接可调，在100℃～180℃范围内具有较好的流变性、稳定的油包水钻井液和水包油钻井液的逆转性，逆转过程中无流变性能的突变，逆转前后、逆转过程中具有良好的悬浮稳定性，无加重材料沉降和破乳现象发生；本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的稳定性良好，破乳电压大于600v；高温老化不影响乳液的顺利逆转及乳液的稳定；老化前后的钻井液可利用酸/碱响应，逆转成水包油钻井液，破乳电压为0v～20v，电导率为0.02ms/cm～50ms/cm；油包水钻井液和水包油钻井液的性能相当，高温高压滤失量低于10ml。第二，本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的可逆乳化剂，为脂肪酰多胺基或其衍生物乳化剂，具有多个疏水脂肪酸结构，与油相具有良好的相溶性，乳化效果好；形成的抗高温高密度可逆油包水钻井液稳定，破乳电压大于600v；由于具有多胺基基团，逆转效率高；在酸性条件下，胺基发生质子化，乳化剂变得亲水，hlb值增加，油包水钻井液逆转成水包油钻井液。第三，本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的辅乳化剂hlb值较高，可形成稳定的水包油乳液，提高了水包油钻井液的稳定性；辅乳化剂与脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂形成氢键吸附，分子间有效的缔合，有利于实现乳液的稳定逆转，逆转过程中无破乳和析出。第四，本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的双亲降滤失剂，其分子链中既含有疏水基，也含有亲水基团。在油相和水相中具有一定的相溶性，有利于控制油包水钻井液和水包油钻井液的高温高压滤失量；降滤失剂中的吸附基团可吸附在有机土的端面上，增强有机土的分散性，分子链在油相或水相中的溶胀，可有效的降低滤饼的渗透率，减少滤失量。第五，本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液在钻井过程中为油包水钻井液，具有普通油基钻井液稳定性良好、抑制性强、易于维护等优势。钻井结束后，可逆转成水包油型钻井液，残余的水包油型钻井液可容易被清除，与其所接触的套管和井壁变成水润湿状液，有利于提高固井质量。操作简单，减少了表面活性剂等处理剂的使用、有利于环境保护。同时油润湿的钻屑可逆转成水润湿状态，有利于钻屑的后期处理和排放。钻井液的逆转有利于钻井液的循环使用，减少处理剂的用量和使用成本，本发明的提出对于推广可逆逆乳化钻井液具有重要意义。附图说明图1为实施例2制得的可逆乳化剂提纯后的红外谱图。图2为实施例5制备的双亲聚合物降滤失剂的红外光谱图。图3为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在酸触、碱触过程中的照片。图4为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液的酸触、碱触过程中乳液的析出量。图5为辅乳化剂tween—80稳定的乳液的酸触、碱触过程中的照片。图6为辅乳化剂tween—80稳定的乳液的酸触、碱触过程中乳液的析出量。图7为实施例1的可逆乳化剂和tween-80稳定的可逆油包水乳液在酸触、碱触过程中的相态变化图。图8为实施例1的可逆乳化剂和tween-80稳定的可逆油包水乳液在酸触过程的参数变化图。图9为实施例1的可逆乳化剂和tween-80稳定的可逆油包水乳液在碱触过程的参数变化图。图10为实施例1的可逆乳化剂和tween-80稳定的可逆油包水乳液循环逆转时的电导率图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图对本发明的技术方案进行进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，由以下重量份的原料组成：油相：30份-70份；水相：30份-70份；可逆乳化剂：2-5份；辅乳化剂：1-3份；有机土：0-2份；降滤失剂：1-4份；碱度调节剂：0-1份；润湿剂：0-0.5份；提切剂：0-2份；加重材料：0-800份。其中，可逆乳化剂为脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂，其结构通式为：r1(ch2)m(conh)n(c6h4)x(nh)y(nh2)zr2。其中r1为碳原子数为12-22的长链脂肪酸，优选的，为油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或者菜籽油脂肪酸的一种，或者多种的混合物；r2为碳原子数为12-22的长链脂肪酸，优选的，为油酸、棕榈酸、芥子酸、月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥尔油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕榈酸、鲸油脂肪酸、亚麻油脂肪酸或者菜籽油脂肪酸的一种或者多种的混合物；m为8～40，n为1～10，x为0～4，y为2～8，z为8。辅乳化剂为高hlb值辅乳化剂，包括甜菜碱、tween系列，脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)系列等高hlb值表面活性剂。降滤失剂为双亲降滤失剂，包括双亲聚合物类降滤失剂，亲水改性的沥青类降滤失剂，疏水改性的腐殖酸类降滤失剂，优选为双亲聚合物类降滤失剂，通式为：其中，r3为疏水长链单体，包括但不限于丙烯酸脂类衍生物，烯丙基氯化铵类衍生物，烯丙基酰胺类衍生物等。其中，长链单体的碳链长度为c10～c22；r4为含胺基的ph响应型单体，包括但不限于甲基丙烯酸二乙氨基乙酯，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等；a＝1～3；b＝2～7；c＝1～3；d＝2～5；e＝0.1～1。实施例1至实施例4为脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂的合成。实施例1在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入1mol的月桂酸，1mol的二乙烯三胺，并加入反应物总质量0.1％的催化剂koh。通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在180℃下蒸馏出反应生成的水。反应4h后，加入1mol的马来酸酐和0.5mol的苯二胺，用乙酸乙酯萃取2次，丙酮重结晶3次，得到脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂。实施例2在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入1mol的妥尔油脂肪酸，加入1mol的二乙烯三胺，并加入反应物总质量0.15％的催化剂koh。通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在150℃下蒸馏出反应生成的水。反应4h后加入1mol的马来酸酐和0.5mol的苯二胺，用乙酸乙酯萃取2次，丙酮重结晶3次，得到可逆乳化剂。实施例3在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入1mol的油酸，加入1mol的n，n-二甲基-1，3-丙二胺，并加入反应物总质量0.4％的催化剂koh。通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在180℃下蒸馏出反应生成的水。反应4h后加入1mol的马来酸酐和0.5mol的乙二胺，用乙酸乙酯萃取2次，丙酮重结晶3次，得到可逆乳化剂。实施例4在装有搅拌器、蛇形回流冷凝管和分水器、温度计的四口烧瓶中，加入3mol的棕榈酸，加入1mol的多乙烯多胺，并加入反应物总质量0.2％的催化剂koh。通入氮气升温，待物料全部融化后，开始搅拌，在200℃下蒸馏出反应生成的水。反应4h后加入2mol的丁二酸酐和4mol的苯二胺，用乙酸乙酯萃取2次，丙酮重结晶3次，得到可逆乳化剂。实施例5至实施例8为双亲聚合物降滤失剂的合成。实施例5至8中的份，均指质量份。实施例5配制100份含乳化剂的水溶液，其中乳化剂为span80和tween80质量比为3:1的乳化剂，加入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，加入3份甲基丙烯酸十六酯和2份苯乙烯，拌10min后，采用乳化机乳化30min形成白色乳液，加入0.2份交联剂二乙烯基苯，将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升高温度至70℃，加入反应物总质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(aibn)，加入经naoh中和至中性的3份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和3份甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(dmaema)，将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为双亲聚合物降滤失剂。实施例6配制100份含乳化剂的水溶液，其中乳化剂为span80和tween80质量比为3:1的乳化剂，加入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，加入2份十二烷基二甲基烯丙基溴化铵和3份苯乙烯，拌10min后，采用乳化机乳化30min形成白色乳液，加入0.2份交联剂二乙烯基苯，将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升高温度至70℃，加入反应物总质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(aibn)，加入经naoh中和至中性的2份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和2份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(dmaema)，将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为双亲聚合物降滤失剂。实施例7配制100份含乳化剂的水溶液，其中乳化剂为span80和tween80质量比为3:1的乳化剂，加入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，加入3份十四烷基二甲基烯丙基溴化铵和2份苯乙烯，拌10min后，采用乳化机乳化30min形成白色乳液，加入0.1份交联剂二乙烯基苯，将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升高温度至70℃，加入反应物总质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(aibn)，加入经naoh中和至中性的3份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和2份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(dmaema)，将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为双亲聚合物降滤失剂。实施例8配制100份含乳化剂的水溶液，其中乳化剂为span80和tween80质量比为3:1的乳化剂，加入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，加入1份十六烷基二甲基烯丙基溴化铵和7份苯乙烯，拌10min后，采用乳化机乳化30min形成白色乳液，加入1份交联剂二乙烯基苯，将分散好的乳液加入装有回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌棒、温度计的四口烧瓶中，升高温度至70℃，加入反应物总质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(aibn)，加入经naoh中和至中性的1份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和5份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(dmaema)，将所得产物用乙醇破乳沉析并反复水洗除去未反应单体及水溶性均聚物，干燥、研磨得到固体粉末，即为双亲聚合物降滤失剂。实施例9至实施例15为抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的制备方法。实施例9至实施例15中的份，均指质量份。实施例9一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入50份柴油，2份实施例2合成的可逆乳化剂，1份tween–80，再加入50份30％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，在搅拌的条件下，依次加入1份由季铵盐改性的有机土，0份碱度调节剂氧化钙，3份实施例5合成的双亲聚合物降滤失剂，0.4份卵磷脂润湿剂，1份肉豆蔻酸提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为1.5g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例10一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入50份白油，5份实施例2中的可逆乳化剂，3份tween–20，加入50份30％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，在搅拌的条件下，依次加入2份由季铵盐改性的有机土，1份碱度调节剂氧化钙，3份实施例5中制备的双亲聚合物降滤失剂，0.5份卵磷脂润湿剂，2份肉豆蔻酸提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为1.8g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例11一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入60份生物柴油，3份实施例3中的可逆乳化剂，1份tween–40，加入50份30％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，在搅拌的条件下，依次加入1份由季铵盐改性的有机土，1份碱度调节剂氧化钙，2份实施例6中制备的双亲聚合物降滤失剂，0份卵磷脂润湿剂，0份肉豆蔻酸提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为0.8g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例12一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入40份柴油，1份实施例4中的可逆乳化剂，1份aeo-9，加入60份30％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，在搅拌的条件下，依次加入0份由季铵盐改性的有机土，0份碱度调节剂氧化钙，4份实施例6中制备的双亲聚合物降滤失剂，0份卵磷脂润湿剂，0份肉豆蔻酸提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为1.2g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例13一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入70份柴油，4份实施例3中的可逆乳化剂，2份aeo-9，加入30份30％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，在搅拌的条件下，依次加入2份由季铵盐改性的有机土，0份碱度调节剂氧化钙，3份亲水改性的沥青类降滤失剂，0.2份卵磷脂润湿剂，1份异辛酸铝提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为1.4g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例14一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入30份柴油，2份实施例3中的可逆乳化剂，1份十二烷基磺基甜菜碱；加入70份30％质量百分含量的氯化钙水溶液。在10000转/min条件下高速搅拌30min。在搅拌的条件下，依次加入0份由季铵盐改性的有机土，0份碱度调节剂氧化钙，1份疏水改性的腐殖酸类降滤失剂，0份卵磷脂润湿剂，0份异辛酸铝提切剂；加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的密度为1.2g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实施例15一种抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，制备方法如下：在高速搅拌器中依次加入50份柴油，2份实施例1的可逆乳化剂，1份十二烷基磺基甜菜碱，加入50份25％质量百分含量的氯化钙水溶液，在10000转/min条件下高速搅拌30min，依次加入1份由季铵盐改性的有机土，3份实施例7中制备的双亲聚合物降滤失剂，0份碱度调节剂氧化钙，0.5份卵磷脂润湿剂，1份异辛酸铝提切剂，加入重晶石作为加重材料，调节钻井液的的密度为1.6g/cm3，每加入一种处理剂均高速搅拌10min。实验及测试实施例2可逆乳化剂的红外光谱图附图1为实施例2制得的脂肪酰多胺基及其衍生物可逆乳化剂提纯后的红外谱图。图中结果表明，在1643.52cm-1处出现了酰胺基团的特征吸收峰，1443.41cm-1是苯环的振动吸收峰，在1565.13处还有仲胺基团的特征吸收峰出现，证明了产物为脂肪酰多胺基乳化剂。实施例5的双亲降滤失剂的红外光谱图附图2是实施例5制备的双亲聚合物降滤失剂的红外光谱图。图中结果表明：2923.2cm-1处是亚甲基的伸缩振动吸收峰；1498.4cm-1为c-n键的振动吸收峰；1443.41cm-1是苯环的振动吸收峰；844.96cm-1二乙烯基苯中c-h发生弯曲振动的吸收峰；761.2cm-1处是苯环的指纹区吸收峰；1721.70cm-1、1013.95cm-1为酯基的吸收峰；1042.13cm-1有—so3-的特征吸收峰；1547.28cm-1为仲酰胺—conh—基团中的n—h键弯曲振动和c—n键的伸缩振动吸收峰；3417.83cm-1为非缔合n—h收缩振动吸收峰。图中未出现c＝c键的吸收峰，说明所合成的双亲聚合物降滤失剂满足本发明的分子结构设计。乳液复配效果评价为了说明可逆乳化剂和辅乳化剂的协同效果，进行以下的实验(其中所述的份，均指质量份)。1、制备可逆乳化剂稳定的乳液并考察其在酸性、碱性条件下的性质。具体方法为：制备实施例1的可逆乳化剂稳定的乳液，其中，包括柴油50份，30％质量百分含量的氯化钙水溶液50份，实施例1的可逆乳化剂2份。分别向其中加入不同量的1mol/l的盐酸和1mol/l的naoh溶液，考察可逆乳化剂稳定的乳液在酸性、碱性条件下的性质。实验结果如图3、图4，以及表1和表2所示。其中图3为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在酸触、碱触过程中的照片(照片拍摄于乳液配制1h后)。图4为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液的酸触、碱触过程中乳液的析出量图。表1为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在酸触过程中的性能参数。表2为实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在碱触过程中的性能参数。表1实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在酸触过程中的性能参数序号a12345酸液加入量(％)00.20.411.21.4乳液类型w/ow/o破乳o/wo/wo/wph值7.67.26.86.26.15.5es/v3191330000表2实施例1制备的可逆乳化剂稳定的乳液在碱触过程中的性能参数序号aⅰⅱⅲ碱液加入量(％)00.20.40.6乳液类型w/ow/ow/ow/oph值7.68.28.89.5es/v319346356385由上述实验结果可知，可逆乳化剂稳定的乳液，可形成稳定的w/o乳液。随着酸液的不断加入，可逆乳化剂稳定的乳液的破乳电压降低，可逆乳化剂稳定的乳液的稳定性下降。当ph值降为7以下时，可逆乳化剂稳定的乳液发生破乳。继续加入酸液，可逆乳化剂稳定的乳液逐渐形成稳定的水包油乳液。由析出量数据可知，逆转后的水包油乳液的析出量较多，且ph值越低，可逆乳化剂稳定的乳液析出量越大。这是因为虽然可逆乳化剂稳定的乳液的质子化程度不断增加，但实施例1的可逆乳化剂上的亲水基团不足以形成稳定的水包油乳液。实施例1的可逆乳化剂在碱性范围内可稳定形成w/o乳液，此时析出量为0。且ph值越高，可逆乳化剂稳定的乳液的破乳电压越大，乳液越稳定。说明碱性环境有利于可逆乳液维持油包水乳液的性能。2、制备辅乳化剂稳定的乳液并考察其在酸性、碱性条件下的性质。具体方法为：制备tween–80的乳液，其中，包括柴油50份，30％质量百分含量的氯化钙水溶液50份，tween–801份。分别向其中加入不同量的1mol/l的盐酸和1mol/l的naoh溶液，考察辅乳化剂稳定的乳液在酸性、碱性条件下的性质。实验结果见图5和图6，以及表3和表4。其中图5为辅乳化剂tween–80稳定的乳液的酸触、碱触过程中的照片。(照片拍摄于乳液配制1h后)。图6为辅乳化剂tween–80稳定的乳液的酸触、碱触过程中乳液的析出量图。表3为辅乳化剂tween–80稳定的乳液在酸触过程中的性能参数。表4为辅乳化剂tween–80稳定的乳液在碱触过程中的性能参数。表3辅乳化剂tween–80稳定的乳液在酸触过程中的性能参数序号b123酸液加入量(ml)00.20.40.6乳液类型o/wo/wo/wo/wph值7.57.06.45.9es/v15444表4辅乳化剂tween–80稳定的乳液在碱触过程中的性能参数序号bⅰⅱ碱液液加入量(ml)00.40.8乳液类型o/wo/wo/wph值7.58.29.0es/v1566由上述实验结果可知，由辅乳化剂tween–80稳定的乳液只能形成o/w乳液，且在酸性条件下，辅乳化剂稳定的乳液的析出量为0，说明酸性条件下o/w乳液更加稳定。在碱性范围内，o/w乳液的水相有一定的析出，低于30％。辅乳化剂稳定的乳液性质受ph值的影响不大，在不同酸碱范围内均能形成稳定的o/w乳液。3、制备可逆乳化剂和辅乳化剂复配稳定的可逆油包水乳液，并考察其在酸触、碱触过程中的性能。具体方法如下：制备实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液，其中，包括柴油50份，30％质量百分含量的氯化钙水溶液50份，实施例1的可逆乳化剂2份，tween-801份。分别向其中加入不同量的1mol/l的盐酸和1mol/l的naoh溶液，考察可逆油包水乳液在酸性、碱性条件下的性质。实验结果见图7至图9。图7为实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液在酸触、碱触过程中的相态变化图。图8为实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液在酸触过程的参数变化图。图9为实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液在碱触过程的参数变化图。由图8可知，可逆乳化剂和辅乳化剂复配稳定的可逆油包水乳液加入酸液后，破乳电压不断降低，说明可逆油包水乳液稳定性下降。当酸液的加量为3％时，可逆油包水乳液的破乳电压降到10v以下，结合此时电导率不再为0ms/cm，说明可逆油包水乳液此时完全逆转成水包油状态。但此时水包油乳液不稳定，析出量较大。随着酸液的继续加入，形成的水包油乳液较为稳定，析出量极少。为了考察乳液是否可以在碱液的作用下实现水包油乳液逆转成油包水乳液，在水包油乳液中逐渐加入等质量的碱液，结果见图9。从图9中可以看出，在不断加入碱液的过程中，电导率逐渐降低。这是由于胺基的去质子化作用，hlb值降低，水包油乳液的稳定性降低。当碱液的加量为3％时，乳液电导率降低为0ms/cm，此时乳液的破乳电压增加到100v以上，乳液由水包油乳液变成油包水乳液。随着碱液的进一步增加，油包水乳液愈加稳定，最终回到的稳定的油包水乳液状态，其破乳电压大于400v。为了考察实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液的相态逆转次数，本实验进行了循环逆转至少三次，其电导率数据见图10所示。由图10所示，实施例1的可逆乳化剂和辅乳化剂tween-80稳定的可逆油包水乳液可循环逆转至少三次，逆转过程中无破乳现象的产生，且循环次数对可逆油包水乳液的稳定性影响不大，每次循环后乳液性质变化不大。证明了可逆乳化剂和辅乳化剂的复配对于钻井液的循环使用具有重要意义。钻井液实验对本发明的实施例制备的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液进行实验，实验方法和实验结果如下。将实施例9配制的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液倒入高温老化罐中，在150℃条件下高温老化16h，并使用2mol/l的酸液和2mol/l的碱液进行酸触、碱触，测其性能如表5所示。表5实施例9的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液经150℃老化前后的性能该抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液配方的性能稳定，不论是油包水乳液还是水包油乳液的流变性能接近，没有出现粘度激增的现象。逆转过程中没有出现破乳和重晶石沉淀的现象，说明该抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液可实现稳定的逆转，可有效的悬浮重晶石。且油包水乳液和水包油乳液的滤失量不大，低于5ml，满足钻井工程对钻井液性能的要求。将实施例10配制的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液倒入高温老化罐中，在180℃条件下高温老化16h，并使用2mol/l的酸液和2mol/l的碱液进行酸触、碱触，测其性能如表6所示表6实施例10的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液经180℃老化前后的性能该抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液配方的性能稳定，经老化180℃后，油包水乳液还是水包油乳液的流变性能接近。逆转过程中没有出现破乳和重晶石沉淀的现象，该抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液可实现稳定的逆转。抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的清洗实验抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的优势之一在于可以很容易地转换成水润湿状态，粘附在套管和井壁上的残余钻井液可容易的被水溶性的固井冲洗液除去，以提高固井质量。采用旋转粘度计法测定油基钻井液的冲洗效率：将旋转粘度计的转芯从转头取下，称其重量为w1，将转筒转子部分浸入到油基钻井液中，浸泡2h，然后取出使上面的液体自由滴下，持续时间约2min，其质量记为w2。将粘附有油基钻井液的转筒浸入300ml的酸液中，以200r/min的转速清洗3～5min，待转子上面的液体自由滴下2min后，记重为w3。按下式计算冲洗效率w：w＝(1-(w3-w1)/(w2-w1))*100％以实施例10配制的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液，使用不同ph值的酸液清洗粘附在旋转粘度计套筒上的残余钻井液，结果见表7。表7ph值对实施例10的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液冲洗效率的影响由表7可知，随着酸液ph值的降低，实施例10配制的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液的冲洗效率越高。实施例10配制的抗高温高密度可逆转油包水/水包油钻井液体系加入酸液后，乳化剂变为水溶性，可迅速溶解到水相中。酸液的中h+浓度越高，乳化剂上的胺基质子化程度，油包水乳液逆转成水包油乳液，更容易被水相清除。考虑到酸液浓度越高，长时间浸泡会对钢材等产生腐蚀，因此推荐使用ph值在4～5的酸液清除残余钻井液。当前第1页12