一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，是以苯乙烯類(lèi)單體、丙烯酸酯類(lèi)單體與可聚合乳化劑單體為主要原料，去離子水為溶劑，通過(guò)乳液聚合而得。本發(fā)明水基鉆井液用降濾失封堵劑在聚磺、聚合物水基鉆井液及烷基糖苷無(wú)土相水基鉆井液中復(fù)配性能良好，在2~3%的加量范圍內(nèi)能夠有效控制上述水基鉆井液的高溫高壓濾失量。通過(guò)適當(dāng)引入含有苯環(huán)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，封堵劑抗溫能量可達(dá)到130 ℃。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 水基鉆井液在實(shí)施鉆井過(guò)程中，高溫高壓濾失量過(guò)大易引起井壁坍塌、濾餅增厚、 甚至發(fā)生壓差卡鉆等井下復(fù)雜情況，嚴(yán)重影響工程施工進(jìn)度。通常國(guó)內(nèi)泥漿監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 現(xiàn)場(chǎng)鉆井液高溫高壓失水控制在15ml以內(nèi)為合格，但進(jìn)一步控制水基鉆井液的高溫高壓 濾失量無(wú)疑能夠更有效的維持井壁穩(wěn)定、降低井下復(fù)雜事故發(fā)生幾率。
[0003] 目前，鉆井液用降濾失封堵劑大都存在性能差異較大、原料來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)難以界定、制 備工藝較為復(fù)雜或產(chǎn)品性能對(duì)pH值變化較為敏感等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種水基鉆井液用降濾失封堵劑 的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中封堵劑性能差異較大的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，包括以下步驟：
[0006] (1)將苯乙烯類(lèi)單體與丙烯酸酯類(lèi)單體的混合物A轉(zhuǎn)移至帶回流冷凝和剪切乳化 裝置的反應(yīng)釜中，其中苯乙烯類(lèi)單體與丙烯酸酯類(lèi)單體的質(zhì)量比3 :2?2. 5 ;
[0007] (2)配制可聚合乳化劑單體與去離子水的混合物B，其中可聚合乳化劑單體和去 離子水的質(zhì)量比為1 :20?22,可聚合乳化劑單體與混合物A的質(zhì)量比為1 :4?5 ;
[0008] (3)將混合物B轉(zhuǎn)移至步驟（1)所述的反應(yīng)釜中，同時(shí)向反應(yīng)釜中持續(xù)通入氮?dú)夤?泡除氧，開(kāi)動(dòng)剪切乳化裝置，設(shè)定乳化速度為3000?5000r/min、乳化時(shí)間為10?15min， 得到乳液C ;
[0009] (4)開(kāi)動(dòng)反應(yīng)釜攪拌裝置，控制攪拌速度為300?500r/min，開(kāi)啟反應(yīng)釜升溫裝 置，設(shè)定溫度為75?85 °C ;
[0010] (5)開(kāi)啟回流冷凝裝置并持續(xù)向反應(yīng)釜內(nèi)通入氮?dú)夤呐莩?，待反?yīng)釜內(nèi)溫度達(dá) 到75?80°C后，向步驟（3)所得的乳液C中加入質(zhì)量份數(shù)為2?3%的引發(fā)劑去離子水溶 液，引發(fā)劑用量為乳液C質(zhì)量的0. 37?0. 43% ;
[0011] (6)反應(yīng)釜保溫密閉反應(yīng)6?8h后停止攪拌，得到白色乳液即為本發(fā)明水基鉆井 液用降濾失封堵劑。
[0012] 所述的步驟（1)中的苯乙烯類(lèi)單體為苯乙烯、二乙烯基苯、甲基苯乙烯、3-甲基苯 乙稀或α-甲基苯乙稀中的任一種或混合。
[0013] 所述的步驟（1)中的丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙 烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸苯酯或3-苯甲?；┧嵋阴ブ械娜我环N或混 合。
[0014] 所述的步驟（2)中可聚合乳化劑單體為烯丙基醚磺酸鹽、丙烯酰胺烷基磺酸鹽、 烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸鹽中的任意一種。
[0015] 所述的步驟（5)中引發(fā)劑為硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鉀中的任意 一種。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0017] 取衛(wèi)383-FP1井烷基糖苷（APG)無(wú)土相鉆井液（密度I. 38g/cm3)、橋43-1井聚磺 鉆井液（密度I. 37g/cm3)和董1井聚合物鉆井液（密度I. 30g/cm3)，室溫下測(cè)試上述鉆井 液流變性能、API失水及高溫高壓濾失性能（上述鉆井液均為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)采用的鉆井 液）。然后再向上述鉆井液中加入2?3%的降濾失封堵劑（以聚合物質(zhì)量計(jì)），并調(diào)整調(diào) 鉆井液密度后，再測(cè)試其流變性能、API失水及高溫高壓濾失性能，結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表1。
[0018] 表1數(shù)據(jù)說(shuō)明，本發(fā)明水基鉆井液用降濾失封堵劑在聚磺、聚合物水基鉆井液及 烷基糖苷無(wú)土相水基鉆井液中復(fù)配性能良好，在2?3%的加量范圍內(nèi)能夠有效控制上述 水基鉆井液的高溫高壓濾失量。通過(guò)適當(dāng)引入含有苯環(huán)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，封堵劑抗溫能量可達(dá) 到 130°C。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 附圖1為分子通式I的降濾失封堵劑的凝膠滲透色譜圖。
[0020] 附圖2為分子通式II的降濾失封堵劑的凝膠滲透色譜圖。
[0021] 附圖3為分子通式III的降濾失封堵劑的凝膠滲透色譜圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面列舉具體實(shí)施例，以說(shuō)明本發(fā)明所述的產(chǎn)品及其制備過(guò)程。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 將精制后的15Kg苯乙烯、5Kg丙烯酸甲酯和5Kg丙烯酸丁酯轉(zhuǎn)移至帶回流冷凝和 剪切乳化裝置的反應(yīng)釜中，再向該反應(yīng)釜中加入烯丙基醚磺酸鹽的水溶液（其中包含5Kg 烯丙基醚磺酸鹽和IlOKg去離子水），通入氮?dú)夤呐莩鹾?，常溫條件下以3000r/min的轉(zhuǎn) 速剪切乳化15min，持續(xù)通入高純度氮?dú)夤呐莩鯒l件下，開(kāi)動(dòng)攪拌器，使其攪拌速度控制 在300r/min，開(kāi)動(dòng)回流冷凝和升溫裝置。待反應(yīng)釜內(nèi)達(dá)到75°C時(shí)，向釜內(nèi)滴加過(guò)硫酸銨的 去離子水溶液（其中包含過(guò)硫酸銨〇. 6Kg，去離子水30Kg)，通氮保溫反應(yīng)6h后，即得本發(fā) 明水基鉆井液用降濾失封堵劑I，以下簡(jiǎn)稱降濾失封堵劑I。通過(guò)凝膠滲透色譜測(cè)試其分 子量（Mw)為426540,分子量分布（Mw/Mn)為2. 02,降濾失封堵劑I的結(jié)構(gòu)如式I所示：
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟： (1) 將苯乙烯類(lèi)單體與丙烯酸酯類(lèi)單體的混合物A轉(zhuǎn)移至帶回流冷凝和剪切乳化裝置 的反應(yīng)釜中，其中苯乙烯類(lèi)單體與丙烯酸酯類(lèi)單體的質(zhì)量比3 :2~2. 5 ; (2) 配制可聚合乳化劑單體與去離子水的混合物B，其中可聚合乳化劑單體和去離子水 的質(zhì)量比為1 :20~22,可聚合乳化劑單體與混合物A的質(zhì)量比為1 :4~5 ; (3) 將混合物B轉(zhuǎn)移至步驟（1)所述的反應(yīng)釜中，同時(shí)向反應(yīng)釜中持續(xù)通入氮?dú)夤呐莩?氧，開(kāi)動(dòng)剪切乳化裝置，設(shè)定乳化速度為3000~5000 r/min、乳化時(shí)間為10~15 min，得到乳 液C ; (4) 開(kāi)動(dòng)反應(yīng)釜攪拌裝置，控制攪拌速度為300~500 r/min，開(kāi)啟反應(yīng)釜升溫裝置，設(shè)定 溫度為75~85 °C ; (5) 開(kāi)啟回流冷凝裝置并持續(xù)向反應(yīng)釜內(nèi)通入氮?dú)夤呐莩?，待反?yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到 75~80 °C后，向步驟（3)所得的乳液C中加入質(zhì)量份數(shù)為2~3%的引發(fā)劑去離子水溶液，弓丨 發(fā)劑用量為乳液C質(zhì)量的0. 37~0. 43% ; (6) 反應(yīng)釜保溫密閉反應(yīng)6~8 h后停止攪拌，得到白色乳液即為本發(fā)明水基鉆井液用 降濾失封堵劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，其特征在于 所述的步驟（1)中的苯乙烯類(lèi)單體為苯乙烯、二乙烯基苯、甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯或 a-甲基苯乙烯中的任一種或混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，其特征在于所 述的步驟（1)中的丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、 丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸苯酯或3-苯甲?；┧嵋阴ブ械娜我环N或混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，其特征在于所 述的步驟（2)中可聚合乳化劑單體為烯丙基醚磺酸鹽、丙烯酰胺烷基磺酸鹽、烯丙基琥珀酸 烷基酯磺酸鹽中的任意一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基鉆井液用降濾失封堵劑的制備方法，其特征在于所 述的步驟（5)中引發(fā)劑為硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鉀中的任意一種。
【文檔編號(hào)】C08F212/08GK104497188SQ201410776331
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】馬誠(chéng), 李劍, 毛微 申請(qǐng)人:遼寧石油化工大學(xué)