一種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法，由長鏈乙烯基單體A、含羧基單體B和含磺酸基單體C按質(zhì)量比10：1~10：1~10的比例混合后，加入相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，經(jīng)自由基共聚而得到，其平均相對分子質(zhì)量在1000~10000之間，本發(fā)明簡便可行，所得表面活性劑發(fā)泡性能好，泡沫穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠保證微泡鉆井液在井底高壓下具有較低的循環(huán)密度，有利于減少井下復(fù)雜。
【專利說明】一種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法，具體涉及低壓 易漏地層鉆井過程中使用的微泡鉆井液用表面活性劑，屬于油田鉆井液用處理劑合成技術(shù) 領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 微泡鉆井液是近年來開發(fā)出的一種新型低密度鉆井液，國外稱為Aphron鉆井液， 它通過物理攪拌產(chǎn)生均勻的泡沫，這些泡沫具有"聚能"作用，表現(xiàn)出一定的剛性，不僅實(shí)現(xiàn) 了鉆井液在井底高壓條件下的低密度而且流變性好，不影響泵上水及MWD等井下工具的使 用，同時能有效防止低壓破碎、高滲透率砂巖及裂縫性漏失地層漏失、保護(hù)油氣層、降低鉆 井成本，特別適用于低壓枯竭油氣層、破碎和裂隙發(fā)育地層及高原、沙漠等干早缺水地區(qū)。
[0003] 微泡鉆井液的配制主要是通過劇烈攪拌等方式，將空氣裹進(jìn)鉆井液中，由于表面 活性劑的存在，顯著降低了氣-液之間的界面張力，最終形成了具有良好穩(wěn)定性、直徑在 25?200μπι之間的微泡。在ZL200910157353. 1中公開了一種微泡鉆井液，其表面活性劑 采用十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉的混合物；在ZL200710113558. 0中公開了一種 抗高溫可循環(huán)微泡沫鉆井液或完井液，其表面活性劑采用脂肪醇甘油基醚磺酸鹽AGES、聚 合醇、椰子油酰胺磺基琥珀酸單酯鈉鹽F873。這兩種微泡鉆井液采用的都是普通線性結(jié)構(gòu) 的表面活性劑，對微泡內(nèi)空氣密封性差，在井底高壓條件下空氣容易發(fā)生滲漏，很難保證鉆 井液在井底的低密度，影響鉆井施工安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有梳狀結(jié)構(gòu)的陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑， 發(fā)泡性能好，對微泡中空氣核密封作用強(qiáng)，能夠保證微泡鉆井液在井底高壓下具有較低的 循環(huán)密度，有利于減少井下復(fù)雜。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑，含有以下結(jié)構(gòu)通式：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑，其特征在于：含有以下結(jié)構(gòu)通式：
其中R1 =H、CH3 或COONa;R2 =COONa或CH2COONa;R3 =CONHC(CH3) 2CH2S03Na、CH2S03Na或COOCH(CH2CH3)CH2SO3Na;n為 7、9、11、13或 15 ;x:y:z物質(zhì)的量比為（2 ?5) :(1 ?20): (0. 5?8)之間的一個比值，其平均相對分子質(zhì)量在1000?10000之間。
2. -種陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是：包括以下步驟： (1) 將10質(zhì)量份長鏈乙烯基單體A溶解于清水待用； (2) 將1?10質(zhì)量份含羧基單體B和1?10質(zhì)量份含磺酸基單體C溶解于清水待用； (3) 將占步驟（1)和步驟（2)所述的長鏈乙烯基單體A、含羧基單體B和含磺酸基單體 C總質(zhì)量0. 5 %?5 %的過硫酸銨溶解于清水待用； (4) 將占步驟（1)和步驟（2)所述的長鏈乙烯基單體A、含羧基單體B和含磺酸基單體 C總質(zhì)量0.1%?2%的相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑溶解于清水后，與步驟（1)所得的溶液一起加 入反應(yīng)容器中，升溫至40°C?60°C; (5) 將步驟（2)所得的混合反應(yīng)單體溶液和步驟（3)所得的過硫酸銨溶液一起加入步 驟（4)的反應(yīng)容器中，將反應(yīng)體系升溫至90°C?KKTC反應(yīng)Ih?2h，得到固相含量10%? 50%的表面活性劑產(chǎn)品，反應(yīng)結(jié)束后體系pH值中和至8?9,經(jīng)烘干、粉碎后即得到微泡鉆 井液用表面活性劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述長鏈乙烯基單體A是2-丙烯酰胺基癸烷磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷磺酸、2-丙烯酰胺 基十四烷磺酸、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸或2-丙烯酰胺基十八烷磺酸中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述含羧基單體B是丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述含磺酸基單體C是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸鈉或2-丙烯酰氧丁基 磺酸中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的陰離子型微泡鉆井液用表面活性劑的制備方法，其特征是： 所述相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑是對苯二酚、巰基乙酸、異丙醇、硫酸銅、氯化鐵、十二烷基硫醇或 亞磷酸鈉的其中之一。
【文檔編號】C09K8/035GK104312550SQ201410419917
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】謝建宇, 周亞賢, 宋雅靜, 盧國林, 劉光成, 呂躍濱 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院