一种钻井液用降粘剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用降粘剂的制备方法，以丙烯酸，马来酸酐，2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，氨基三甲叉磷酸钠为原料，通过水溶液聚合、物理复配方法制备出降粘剂，其所用原料按以下重量份配比：10~20份丙烯酸，15~25份2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸，5~15份马来酸酐，60~120份氨基三甲叉磷酸钠。本发明专利技术通过引发剂引发单体发生聚合反应，得到一种低分子聚合物，在钻井液中加入少量该产品就可有效降低淡水泥浆、盐水泥浆、含钙泥浆的粘度，同时还有一定的降滤失性，适用于多种类型的水基钻井液体系。

A method for preparation of viscosity reducer for drilling fluid

The invention discloses a preparation method of a viscosity reducer for drilling fluids with acrylic acid, maleic anhydride, 2 acrylamide 2 methyl propyl sulfonic acid, amino trimethene phosphoric acid sodium as raw material, through solution polymerization, physical compound preparation and viscosity reduction, the ratio of raw materials by weight 10~20: a 15~25 2 acrylic acid, acrylamide 2 methyl propyl sulfonic acid, 5~15 maleic anhydride, 60~120 amino trimethylene phosphate sodium. The present invention by the initiator to monomer polymerization, a low molecular polymer, adding a small amount of the product in the drilling fluid can effectively reduce the fresh water mud, salt water mud, calcium mud viscosity, and certain filtration, applicable to various types of water-based drilling fluid system.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用降粘剂的制备方法
本专利技术涉及油田化学助剂制备领域，具体涉及一种钻井液用降粘剂的制备方法。
技术介绍
降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂，它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。在钻井过程中由于固相颗粒的侵入和分散，易引起钻井液体系的粘度和切力大幅增加，而固控设备虽然能清除钻井液中的部分大颗粒固相，但在调节钻井液流变性方面作用有限，因而现场操作中常采用加入降粘剂的方法改善钻井液的流变性能。从上世纪30年代以来，研究人员已经开发出多种类型的降粘剂产品，而聚合物降粘剂是降粘剂研制的一个重要方向。以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸共聚研制的钻井液降粘剂，具有很好的耐温、抗盐和抗钙性能；同时在聚合物中可以引入马来酸酐，其与丙烯酸相比价格更便宜，分子结构中含更多水化基团，能够降低降粘剂生产成本，提高降粘性能。近年来，随着钻井技术的发展，井底温度超过200℃的深井、超深井数目越来越多，而目前研制的聚合物降粘剂耐温性能一般在180℃以下，大部分现场常用的降粘剂产品已经不能满足钻井需求。鉴于此，有必要研制出一种新型钻井液用降粘剂，在矿化度较高甚至含钙离子的盐水钻井液中仍有较好的降粘性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钻井液用降粘剂的制备方法，该降粘剂是一种低分子聚合物，在钻井液中加入少量该产品就可有效降低淡水泥浆、盐水泥浆和含钙泥浆的粘度，同时还有一定的降滤失性。一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将10~20份丙烯酸、15~25份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于75~135份去离子水中，备用；将0.15~0.3份引发剂溶于5~9份去离子水中，备用；将5~15份马来酸酐和1.2~2.4份活性调节剂溶于20~60份去离子水中充分搅拌后转入反应釜中；2）将反应釜加热至60℃后，边搅拌将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合溶液和引发剂溶液同时缓慢滴加，滴加结束后，将混合溶液加热至90℃边搅拌边反应3~4h得到初步产品，再用碱性试剂将产品pH值调至7~8后加入60~120份氨基三甲叉磷酸钠复配共混，出料，得到共聚物钻井液降粘剂。有益效果：本专利技术提供一种钻井液用降粘剂的制备方法，该剂生产流程简单，原料相对容易获取，在制备过程中加入了一种活性调节剂，其是一种具有高转移常数的化合物，能够加速链终止反应，起到降低所生成的聚合物聚合度作用，但不影响整体反应速度。以丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、马来酸酐和氨基三甲叉磷酸钠为主要原料制备的该产品，降粘性能突出，在钻井液中加入少量该产品就可有效降低淡水泥浆、盐水泥浆和含钙泥浆的粘度，同时还有一定的降滤失性，适用于多种类型的水基钻井液体系。具体实施方式实施例130将15份丙烯酸、20份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于105份去离子水中，备用；将0.2份过硫酸铵溶于6份去离子水中，备用；将5份马来酸酐和1.6份活性调节剂溶于20份去离子水中充分搅拌后转入反应釜中；将反应釜加热至60℃后，边搅拌将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合溶液和过硫酸铵溶液同时缓慢滴加，滴加结束后，将混合溶液加热至90℃，调节搅拌速度至300~400r/min，保温反应3~4h得到初产品，再用NaOH将产品pH值调至7~8后加入80份氨基三甲叉磷酸钠复配共混，出料，得到共聚物钻井液降粘剂。上述活性调节剂制备方法如下：将10.6重量份次磷酸钠一水合物加入到30重量份去离子水中，磁力搅拌30min后转入带有橡皮塞的封口玻璃反应器，边搅拌边加热至80℃；将5重量份聚（氧亚乙基）-烯丙基甲基醚和0.1重量份过二硫酸钠溶于10重量份去离子水后缓慢滴加到上述反应器中，保持温度在83~85℃间反应2h，然后将反应溶液转入旋转蒸发器上蒸发至干取残余物，加入30重量份异丙醇后搅拌过滤，取过滤产物加入6重量份巯基乙酸、10重量份正十二烷基硫醇和8重量份钠基膨润土充分搅拌混合静置过夜后过滤干燥，得到活性调节剂。实施例2与实施例1完全相同，不同在于：加入10份丙烯酸、15份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于75份去离子水中，加入0.15份过硫酸铵溶于5份去离子水中，加入5份马来酸酐和1.2份活性调节剂溶于20份去离子水中，加入60份氨基三甲叉磷酸钠。实施例3与实施例1完全相同，不同在于：加入10份丙烯酸、15份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于75份去离子水中，加入0.175份过硫酸铵溶于5份去离子水中，加入10份马来酸酐和1.4份活性调节剂溶于40份去离子水中，加入70份氨基三甲叉磷酸钠。实施例4与实施例1完全相同，不同在于：加入10份丙烯酸、15份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于75份去离子水中，加入0.2份过硫酸铵溶于6份去离子水中，加入15份马来酸酐和1.6份活性调节剂溶于60份去离子水中，加入80份氨基三甲叉磷酸钠。实施例5与实施例1完全相同，不同在于：加入0.225份过硫酸铵溶于7份去离子水中，加入10份马来酸酐和1.8份活性调节剂溶于40份去离子水中，加入90份氨基三甲叉磷酸钠。实施例6与实施例1完全相同，不同在于：加入0.25份过硫酸铵溶于7份去离子水中，加入15份马来酸酐和2份活性调节剂溶于60份去离子水中，加入100份氨基三甲叉磷酸钠。实施例7与实施例1完全相同，不同在于：加入20份丙烯酸、25份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于135份去离子水中，加入0.25份过硫酸铵溶于8份去离子水中，加入5份马来酸酐和2份活性调节剂溶于20份去离子水中，加入100份氨基三甲叉磷酸钠。实施例8与实施例1完全相同，不同在于：加入20份丙烯酸、25份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于135份去离子水中，加入0.275份过硫酸铵溶于8份去离子水中，加入10份马来酸酐和2.2份活性调节剂溶于40份去离子水中，加入110份氨基三甲叉磷酸钠。实施例9与实施例1完全相同，不同在于：加入20份丙烯酸、25份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于135份去离子水中，加入0.3份过硫酸铵溶于9份去离子水中，加入15份马来酸酐和2.4份活性调节剂溶于60份去离子水中，加入120份氨基三甲叉磷酸钠。对比例1与实施例1完全相同，不同在于：只是不加入活性调节剂。对比例2与实施例1完全相同，不同在于：只是加入的活性调节剂是巯基乙酸。对比例3与实施例1完全相同，不同在于：只是制备活性调节剂时不加入正十二烷基硫醇。对比例4与实施例1完全相同，不同在于：只是制备活性调节剂时加入5.3重量份次磷酸钠一水合物。对比例5与实施例1完全相同，不同在于：只是制备降粘剂时不调节pH值。对比例6与实施例1完全相同，不同在于：只是将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸替换为二甲基二烯丙基氯化铵。按下述方法对本专利技术实施例1~9与对比例1~6制备的降粘剂进行性能测试：1、流变性能测试配方4%搬土浆+3%SMP+3%KCl+0.2%FA367+0.2%NaOH+0.8%LV-CMC+0.1%Na2CO3+加重剂（ρ=1.40g/cm3）为空白样，在空白样中分别加入实施例1~9和对比例1~6中降粘剂样品作为测试样，钻井液中加入降粘剂类样品均为钻井液重量的0.5%。将空白样和测试样在180℃下热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将10~20份丙烯酸、15~25份2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸溶解于75~135份去离子水中，备用；将0.15~0.3份引发剂溶于5~9份去离子水中，备用；将5~15份马来酸酐和1.2~2.4份活性调节剂溶于20~60份去离子水中充分搅拌后转入反应釜中；2）将反应釜加热至60℃后，边搅拌将丙烯酸、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸混合溶液和引发剂溶液同时缓慢滴加，滴加结束后，将混合溶液加热至90℃边搅拌边反应3~4h得到初步产品，再用碱性试剂将产品pH值调至7~8后加入60~120份氨基三甲叉磷酸钠复配共混，出料，得到共聚物钻井液降粘剂。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤:1）将10~20份丙烯酸、15~25份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解于75~135份去离子水中，备用；将0.15~0.3份引发剂溶于5~9份去离子水中，备用；将5~15份马来酸酐和1.2~2.4份活性调节剂溶于20~60份去离子水中充分搅拌后转入反应釜中；2）将反应釜加热至60℃后，边搅拌将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合溶液和引发剂溶液同时缓慢滴加，滴加结束后，将混合溶液加热至90℃边搅拌边反应3~4h得到初步产品，再用碱性试剂将产品pH值调至7~8后加入60~120份氨基三甲叉磷酸钠复配共混，出料，得到共聚物钻井液降粘剂。2.根据权利要求1所述一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于步骤1）中丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与马来酸酐质量比为2:3:1~4:5:3。3.根据权利要求1所述一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于步骤1）中反应釜为陶瓷电加热反应釜。4.根据权利要求1所述一种钻井液用降粘剂的制备方法，其特征在于步骤1）活性调节剂是以次磷酸钠一水合物，聚（氧亚乙基）-...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建荣，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32