[发明专利]一种用于钻井液的改性聚丙烯酰胺降滤失剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钻井液的改性聚丙烯酰胺降滤失剂的制备方法，属石油钻井油田化学高分子聚合物技术领域。

背景技术

在石油天然气钻井施工过程中，为达到井壁稳定及保护油气层的目的，加入降滤失剂降低钻井液滤失量，是必须采取的措施。降滤失剂多为水溶性高分子化合物，常用的降滤失剂有羧甲基纤维素、树脂类、丙烯酰胺类以及改性淀粉等。但这些降滤失剂降低滤失量的同时，往往引起钻井液粘度大幅度增大，使钻井液流动性变差，这将使冲放钻井液的次数增多，造成钻井液的浪费。

降滤失剂的作用原理有：第一、护胶作用。为了形成渗透率低的泥饼，要求钻井液中粘土颗粒粒径有合适的大小分布，同时要求有较多的细颗粒。降滤失剂的护胶作用在于（1）吸附在粘土表面形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变大；（2）能把在钻井液循环搅拌下所拆散的细颗粒通过吸附稳定下来，不再粘结成大颗粒。这样增加了细颗粒的比例，有利于形成致密泥饼。第二、提高滤液粘度可以降低滤失量。滤失量与钻井液滤液粘度的0.5次方成反比。有机降滤失剂加入钻井液后提高了滤液粘度,使滤失量降低。第三增加钻井液中粘土颗粒的水化程度,可以降低滤失量。降滤失剂吸附在钻井液中的粘土颗粒上,使其水化程度增加颗粒的水化膜增厚,形成的滤饼在高压下易变形,滤饼的渗透率降低。第四、降滤失剂分子本身的堵孔作用。有机高分子降滤失剂的分子尺寸在胶体颗粒范围内，加入这些外理剂后，它们一方面是分子的长链楔入滤饼的间隙中，另一方面长链分子卷曲成球状，堵塞滤饼微孔隙，使滤饼薄而致密，从而降低滤失量。

CN104531101A公开一种钻井液用降滤失剂及其制备方法与应用，其中所述的制备方法包括如下步骤：将白糊精、黄糊精、烧碱、95％乙醇、水和环氧氯丙烷按照30～50:30～50:7～15:10～20:5～10:9～18的重量比在70～90℃下反应2.5～3小时，冷却后，出料，干燥，粉碎，即得产品钻井液用降滤失剂。CN102746834A公开一种聚合物降滤失剂及其制备方法，具体是将酸性单体先用氢氧化钠中和，然后加入非离子性单体丙烯酰胺、N-乙烯基己内酰胺，控制聚合体系的pH值在6.0～11.0，以氧化-还原引发体系作为引发剂，在分子量调节剂存在下进行水溶液聚合而成，反应的起始温度为10～80℃，聚合反应5～60分钟之内完成，得到的多孔弹性体易于烘干、粉碎得到超高温聚合物降滤失剂，其1%水溶液表观粘度在8～15mPa.s。但是上述的降滤失剂存在着抗高温性能不高、在实际使用时降滤损失大的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有抗高温性能好、降滤损失小的优点的改性聚丙烯酰胺降滤失剂，技术方案是：

一种用于钻井液的改性聚丙烯酰胺降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，在反应器中加入丙烯酰胺单体50～60份、1,3-丁二醇二丙烯酸酯5～10份、乙撑硫脲3～7份、丙烯酸羟丙酯3～6份、腰果酚4～7份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5～8份、顺丁烯二酸酐3～4份、聚乙烯醇缩丁醛2～8份、扩链剂5～10份、水400～700份、交联剂2～8份、表面活性剂5～8份、催化剂5～8份，混合均匀，加入磷酸调节体系pH值至4～6，通入惰性气体以除去反应体系中的溶解氧；

第2步、将第1步所得的反应体系降温到5～15℃，再加入引发剂5～8份，升温进行聚合反应；

第3步、将第2步得到的反应物得到的胶状物取出，造粒、烘干、粉碎后，得到改性聚丙烯酰胺降滤失剂。

所述的第1步中，表面活性剂是指脱水山梨糖醇酯类表面活性剂。

所述的第1步中，扩链剂为l,4-丁二醇、新戊二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、顺丁烯二酸酐、三羟甲基丙烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或二羟甲基丙酸中的一种或几种的混合物。

所述的第1步中，所述的交联剂为苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈中的一种或多种。

所述的第1步中，惰性气体选自氢气、氦气或者氮气。

所述的第1步中，催化剂是次磷酸或二月桂酸二丁基锡。

所述的脱水山梨糖醇酯类表面活性剂选自脱水山梨糖醇单棕榈酸酯或者脱水山梨糖醇单油酸酯。

所述的第2步中，引发剂选自偶氮二异丁脒盐酸盐、2,2-偶氮（2-脒基丙烷）盐酸盐或者2，2-偶氮[2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷]二盐酸盐。

所述的第2步中，聚合反应的温度是50～60℃。

有益效果