[发明专利]钻井液用强力包被抑制剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钻井液用强力包被抑制剂及其制备方法。以丙烯酸、阳离子单体、抗温单体、交联剂、引发剂、助溶剂为原料，通过水溶液自由基聚合物工艺制得。本发明制备的钻井液用强力包被剂分子量适中，具有耐温单体、阳离子单体，具有网状分子结构，网格中嵌有助溶剂分子，具有溶解速度快，耐温性好，吸附性强，抑制岩屑分散性能强且持久的优点，有利于水基钻井液体系性能的提高。

技术领域

本发明属于石油天然气钻井领域，具体涉及钻井液用强力包被抑制剂及其制备方法。

背景技术

包被抑制剂是水基聚合物钻井液中一种非常重要的处理剂，包被抑制剂的加入可以有效防止黏土水化分散，该处理剂通过静电作用和氢键作用很快的吸附在黏土和钻屑的表面，将其缠绕包裹起来，防止钻屑与水分子接触发生水化分散；并且这种包被膜又能减缓钻屑颗粒由于机械碰撞而发生的破碎，促使粘土颗粒不再分散成更细小颗粒，通过使用固控设备及时将钻屑颗粒分离出钻井液，确保钻井液性能稳定。包被剂在钻井液中通过有效地抑制钻屑、井壁的水化分散，起到维持井壁稳定、清除无用固相、维持低固相的目的。

目前，油田钻井液体系中常用的包被剂为聚丙烯酰胺类包被剂，这类包被剂大多数都是阴离子型的，并且分子量较大，大多数都在300-500万之间，这类包被剂一般都是做成粉末状固体进行使用的。在使用过程中会溶解困难的情况，溶解过程中一部分漂浮在钻井液罐表面，相互粘结成几乎不再溶解的团块，一部分混入钻井液来不及完全溶解就被固控设备除掉，只有部分溶解并发挥作用，这样致使钻井液得不到及时处理，也影响施工。针对溶解困难的问题，又研发出乳液型包被剂，乳液型包被剂虽然解决了包被剂溶解慢的问题，也有利于现场施工，但乳液型包被剂的有效含量低，大部分都是水，这就增加了产品的包装和运输成本，价格偏高。上述包被剂均为阴离子型聚合物，在黏土和钻屑表面的吸附性若，因此其作用持效性短。针对阴离子型包被剂存在的吸附性若的问题，又开发出阳离子型包被剂，但所开发的阳离子型包被剂均为线性分子，这种线性分子虽然能够长效的吸附在黏土和钻屑表面，但它们是以线条的方式对钻屑进行包裹，分子与分子之间也只是通过氢键等进行连接，并没有实现全方位的包裹。

因此，为增强包被抑制效果，实现对钻屑的全方位包裹，需要一种网状结构、溶解迅速、性能优异的包被剂。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种钻井液用强力包被抑制剂。

本发明的目的之二在于提供一种钻井液用强力包被抑制剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明提供的钻井液用强力包被抑制剂，粘均分子量为50万-150万；阳离子质量百分含量为6%-20%。

本发明所述的钻井液用强力包被抑制剂，采用丙烯酸、阳离子单体、抗温单体、交联剂、引发剂、助溶剂为原料，通过水溶液自由基聚合工艺制得。

所述单体质量浓度为20%-45%，其中丙烯酸、阳离子单体、抗温单体的物质的量的比为80-95：3-9：2-12。

所述聚合温度为30-60℃，反应时间为2~5h。

所述阳离子单体选自二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的一种或两种。

所述抗温单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺基叔丁基磺酸盐的一种。

所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醛、戊二醛、甲基丙烯酰胺二甲氨基乙酯的一种；交联剂的加量为单体总质量的0.01%-0.05%。

所述助溶剂选自氯化铵、尿素、硫脲、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10的一种；助溶剂的加量为单体总质量的0.3%~2%。