[发明专利]一种耐高温恒流变水基钻井液用流型调节剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温恒流变水基钻井液用流型调节剂及其制备方法。本发明首先提供一种共聚物，其制备方法包括如下步骤：在惰性气氛下，采用阳离子烯基季铵盐、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯和二乙烯基苯作为单体，通过乳液聚合得到，所述阳离子烯基季铵盐的结构式如式Ⅰ所示。所述共聚物能够作为水基钻井液的流型调节剂，够耐150℃高温，且能在2～80℃保持恒流变性能。

技术领域

本发明涉及一种耐高温恒流变水基钻井液用流型调节剂及其制备方法，属于钻井液技术领域。

背景技术

随着油气资源勘探的发展和对于石油资源快速增长的需求，油气资源的开发逐渐由陆地向海洋深层发展，对于海洋深层油气开发已经成为我国能源建设的重要部分。然而随着钻井深度的增加，底层结构越发复杂，钻井液会遭受海底低温和目的层高温的双重考验，粘度发生显著变化，并且在长时间的高温作用下,钻井液容易发生降解失效，导致携砂效果降低，严重影响钻井效率。因此，研制出能够耐高温，并且在环境温度显著改变时能保持其流变性能的流型调节剂对于我国油气资源的开发具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温恒流变水基钻井液用流型调节剂，为一种三元共聚物，能够耐150℃高温，且能在2～80℃保持恒流变性能。

本发明首先提供了一种共聚物的制备方法，包括如下步骤：

在惰性气氛下，采用阳离子烯基季铵盐(QAS)、苯乙烯磺酸钠(Nass)、苯乙烯(st)和二乙烯基苯(Dst)作为单体，通过乳液聚合得到；

所述阳离子烯基季铵盐的结构式如式Ⅰ所示：

上述的制备方法中，所述阳离子烯基季铵盐、所述苯乙烯磺酸钠、所述苯乙烯与所述二乙烯基苯的质量比可为100～0：100～0：100～0：30～0，但不为零；

所述阳离子烯基季铵盐、所述苯乙烯磺酸钠、所述苯乙烯与所述二乙烯基苯的质量比优选为80～83：80～83：16～20：1.6～3.2、80：80：20：3.2、83：83：16：1.6或、83：83：16：3.2。

上述的制备方法中，所述乳液聚合包括如下步骤：

S1、将乳化剂加入所述单体的水溶液中，进行升温；

S2、加入引发剂，进行反应。

具体地，所述乳化剂可为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂或非离子型乳化剂；

所述阴离子型乳化剂为过十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和磷酸盐中的一种或多种；

所述阳离子型乳化剂为烷基铵盐和/或季铵盐；

所述烷基铵盐可为十二烷基氯化铵；

所述季铵盐可为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基溴化吡啶；

所述非离子型乳化剂可为聚乙烯醇、环氧乙烷嵌段共聚物、环氧丙烷嵌段共聚物和多元醇脂肪酸酯中的一种或多种；

所述引发剂可为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种。

上述的制备方法中，步骤S1中，升温至50～100℃后搅拌0.5～2h；

步骤S2中，所述反应的温度为50～100℃，时间为4～48h。

上述的制备方法中，步骤S2之后还包括如下步骤：

将所述反应得到的乳液在水中进行透析，然后进行干燥；如在水中透析7天，于100℃干燥48小时，然后于80℃真空干燥24小时，得到纯化后的所述共聚物。

本发明上述方法得到的共聚物能够作为恒流变水基钻井液用流型调节剂，能够耐150℃高温，且能在2～80℃保持恒流变性能。