[发明专利]一种两性离子聚合物、其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种两性离子聚合物、其制备方法与应用，属于石油勘探钻井技术领域。本两性离子聚合物的制备方法，包括以下步骤：将非离子单体、阳离子单体、阴离子单体和两性离子单体分散在去离子水中，得到两性离子聚合物的聚合单体；调节pH值至7，在隔绝氧气的条件下，加入引发剂并加热搅拌反应，依次经过滤、洗涤、干燥和研磨，即得到两性离子聚合物。本发明还提供一种两性离子聚合物的应用。采用本两性离子聚合物制备的两性离子聚合物水基钻井液具有耐高温、流变性能稳定、滤失量低的优点。

技术领域

本发明属于石油勘探钻井技术领域，具体涉及一种两性离子聚合物、其制备方法与应用。

背景技术

水基钻井液是一种以水为分散介质，以粘土(膨润土)、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。随着油气勘探开发越来越向深层和超深层发展，水基钻井液体系面临高温、高压等更加复杂条件的考验。

目前的水基钻井液存在随着井深增加，井底温度升高，水基钻井液中的粘土在高温下易分散、钝化的问题，并且出现水基钻井液中的化学处理剂的热稳定性和剪切稳定性较差，易高温分解而失效，难以满足深层钻井要求的问题。而高压地层使用的水基钻井液往往密度较高，容易出现水基钻井液中固相含量增加，水基钻井液的粘度和切力升高，加重剂沉降等问题。

因此，亟需一种抗温能力强、降滤失性能好和抗盐抗温能力强的钻井液。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种两性离子聚合物、其制备方法与应用。

其一，本发明为了解决上述技术问题提供一种两性离子聚合物的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种两性离子聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将非离子单体、阳离子单体、阴离子单体和两性离子单体分散在去离子水中，得到两性离子聚合物的聚合单体；调节pH值至7，在隔绝氧气的条件下，加入引发剂并加热搅拌反应，依次经过滤、洗涤、干燥和研磨，即得到两性离子聚合物。

本发明的两性离子聚合物的制备方法的有益效果是：

通过非离子单体、阳离子单体、阴离子单体和两性离子单体进行聚合，能够应用到钻井液中，使得钻井液具有较强的抗温性能，同时也具有良好的抗盐性能。另外在较高矿化度下，钻井液依然能良好的舒展，以及良好的抑制性能和滤失造壁性能。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述非离子单体为丙烯酰胺；所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵和/或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述阴离子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠中的任意一种或多种的混合物。

采用上述进一步的有益效果是：利于合成两性离子聚合物，具有吸附和水化双重作用，可以在粘土颗粒周围形成致密的水化层，阻止和延缓水分子与粘土表面接触，起到防止粘土颗粒水化膨胀的目的。

进一步，所述非离子单体、所述阳离子单体、所述阴离子单体和所述两性离子单体的质量比为(4-5):(2-3):(1-2):(1-3)。

采用上述进一步的有益效果是：合成的两性离子聚合物的效果更好

进一步，所述引发剂为质量浓度为15-30％的过硫酸钾水分散液，所述引发剂的加入量为所述两性离子聚合物的聚合单体的质量的千分之二，所述引发剂按1-3滴/s的速率滴加。

采用上述进一步的有益效果是：有利于两性离子聚合物的聚合。

进一步，所述加热搅拌反应的温度为60-70℃，时间为4-6h，搅拌转速为300-500r/min。