本发明专利技术提供改性聚合物及其制备方法与高含盐水基废弃钻井液破胶剂。改性聚合物M制法：醇中加天然聚合物再加碱得第一溶液；有机酸与醇混合得第二溶液；第一二溶液混合后干燥得M。改性聚合物N制法：M与E、F进行三元共聚；E包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N-(羟甲基)丙烯酰胺至少之一；F包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和烯丙基三甲基氯化铵至少之一。水基废弃钻井液破胶剂包括质量比为1:1的破胶组分A和干化脱水组分B；以质量分数计，破胶组分A包括1-10％M和/或N，70-80％硫酸亚铁和10-20％硫酸铝；干化脱水组分B包括20-30％硅藻土，40-60％石膏粉和20-30％碳酸钙。碳酸钙。
【技术实现步骤摘要】
改性聚合物及其制备方法与高含盐水基废弃钻井液破胶剂
[0001]本专利技术属于石油工业的油气田钻井环境保护
，特别涉及一种改性聚合物、该改性聚合物的制备方法、应用以及使用该改性聚合物复配而成的水基废弃钻井液破胶剂。
技术介绍
[0002]高含盐水基钻井液指含盐量超过5％的未饱和盐水钻井液及饱和盐水钻井液，通过添加无机阳离子来抑制粘土颗粒的水化膨胀和分散，并在分散剂的协同作用下，形成的抑制性粗分散钻井液。该类钻井液主要由粘土颗粒、无机盐、钻井液处理剂和添加剂等组成，主要用于钻井过程中盐膏层井段的钻进，防止盐膏层中的盐类溶解于钻井液中而造成地层垮塌。高含盐水基钻井液的含水率一般在35％～90％之间，pH值在9.5～11.0之间，外观一般呈粘稠流体状态，具有颗粒细小、级配差、粘度大、含水率高且不易脱水的特点，是一种典型的粘稠状胶体。
[0003]与常规水基废弃钻井液相比，高含盐水基废弃钻井液的破胶脱水难度更大，常规破胶脱水药剂对高盐水泥浆性质的适用性较差，在高含盐环境下，常规聚合物类絮凝剂发生结构卷曲，粘度大幅下降，分散和溶解性变差，加量大，破胶反应时间长，并导致最终废弃钻井液固液分离效果差，分离后的泥饼含水率仍在50％-60％之间，废弃钻井液减量率低，存在技术局限性。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改性聚合物的制备方法，由该方法制备得到的改性聚合物配置得到的水基废弃钻井液破胶剂对高含盐水基废弃钻井液具有较好的适用性，且具备用量少、用时短、破胶脱水效果好的特点。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种改性聚合物M的制备方法，该方法包括：
[0006]1)将天然聚合物加入第一部分醇中，再加入碱溶液，反应得到第一混合溶液；
[0007]2)将有机酸与第二部分醇混合得到第二溶液；
[0008]3)将第二溶液与第一溶液混合，反应得到的产物经干燥得到所述改性聚合物M；
[0009]其中，天然聚合物包括壳聚糖、植物纤维和黄原胶中的一种或两种以上的组合；
[0010]有机酸包括二氟氯乙酸、氯乙酸钠、三氯乙酸钠和三氯乙酸酐中的一种或两种以上的组合。
[0011]在上述改性聚合物M的制备方法中，所选用的天然聚合物为可形成“网状”絮凝结构的单体原料，可为水溶性，也可为在水中能分散的聚合物例如植物纤维等。本专利技术选用的天然聚合物主要为壳聚糖、植物纤维和黄原胶等。
[0012]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述天然聚合物与所述第一部分醇的用量比为15-30g:50-70mL；更优选地，所述天然聚合物与所述第一部分醇的用量比为15-18g:50-70mL。
[0013]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述天然聚合物与所述碱溶液的用量比为15-30g:40-60mL，其中碱溶液的质量浓度为30-50wt％；更优选地，所述天然聚合物与所述碱溶液的用量比为15-18g:45-55mL，其中碱溶液的质量浓度为50％。
[0014]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述有机酸与所述第二部分醇的用量比为80-90g:60-80mL；更优选地，所述有机酸与所述第二部分醇的用量比为80-90g:65-75mL。
[0015]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述天然聚合物与所述有机酸的用量比为15-30g:80-90g；更优选地，所述天然聚合物与所述有机酸的用量比为15-18g:80-90g。
[0016]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或两种。
[0017]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，所述醇为乙醇、异丙醇中的一种或两种。
[0018]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，第一部分醇与第二部分醇为同一种醇。
[0019]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，步骤1)所述反应的温度为50℃-70℃；更优选地，所述反应的温度为50℃。
[0020]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，步骤1)所述反应的时间为2-4h；更优选地，所述反应的时间为2h。
[0021]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，步骤3)所述反应的温度为50℃-70℃；更优选地，所述反应的温度为50℃。
[0022]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，步骤3)所述反应的时间为4-6h；更优选地，所述反应的时间为4h。
[0023]在上述改性聚合物M的制备方法中，优选地，步骤1)所述将天然聚合物加入第一部分醇中，搅拌均匀后在加入碱溶液。
[0024]在上述改性聚合物M的制备方法中，步骤1)所述反应可以但不限于在搅拌条件下进行；步骤2)所述混合可以但不限于通过搅拌的方式实现；步骤3)所述第二溶液与第一溶液混合可以但不限于通过将第二混合溶液逐滴滴加到不断搅拌着的第一混合溶液中的方式实现；步骤3)所述反应可以但不限于在搅拌条件下进行。
[0025]上述改性聚合物M在使用前可以先粉碎过筛，较佳可以粉碎后使用200目筛网进行过筛。
[0026]上述改性聚合物的制备方法，醇环境中将天然聚合物与碱溶液反应得到碱化聚合物，然后将有机酸加入醇中，再去和碱化聚合物反应，可以抑制局部的剧烈反应，有机酸醇溶液加入后，会有两种反应：1是有机酸与碱溶液的中和反应，2是有机酸与碱化聚合物的亲核取代反应，以有机酸的醇溶液的方式加入有机酸抑制副反应的发生同时醇还有利用天然聚合物的溶胀，促进有机酸的渗透和扩张，提高有机酸的利用率。避免了在碱化聚合物中直接加有机酸带来的不利于有机酸的渗透和局部反应的控制的问题。
[0027]本专利技术还提供一种通过上述改性聚合物M的制备方法制备得到的改性聚合物M。
[0028]本专利技术提供了一种改性聚合物N的制备方法，该方法包括：将上述改性聚合物M与E组分、F组分进行三元共聚，得到改性聚合物N；其中，所述E组分包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰
胺和N-(羟甲基)丙烯酰胺中的至少一种；所述F组分包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和烯丙基三甲基氯化铵中的至少一种。
[0029]在上述改性聚合物N的制备方法中，优选地，所述将上述改性聚合物M与E组分、F组分进行三元共聚的具体过程包括：
[0030](1)在保护性气氛下，将改性聚合物M与E组分、F组分在水中混合得到混合物C；
[0031](2)在保护性气氛下，向混合物C中加入聚合反应稳定剂、聚合反应引发剂得到混合物D；
[0032](3)将混合物D加热进行改性聚合物M与E组分、F组分的三元共聚。
[0033]在上述改性聚合物N的制备方法中，优选地，所述改性聚合物M与E组分、F组分的用量比为改性聚合物M:E组分:F组分＝0.5-1.5g:2.0-6.0g:7.5-22.5mL；更优选地，所述改性聚合物M与E组分、F组分的用量比1g:4g:15mL。
[0034]在上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改性聚合物M的制备方法，该方法包括：1)将天然聚合物加入第一部分醇中，再加入碱溶液，反应得到第一混合溶液；2)将有机酸与第二部分醇混合得到第二溶液；3)将第二溶液与第一溶液混合，反应得到的产物经干燥得到所述改性聚合物M；其中，天然聚合物包括壳聚糖、植物纤维和黄原胶中的一种或两种以上的组合；有机酸包括二氟氯乙酸、氯乙酸钠、三氯乙酸钠和三氯乙酸酐中的一种或两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述天然聚合物与所述第一部分醇的用量比为15-30g:50-70mL；优选地，所述天然聚合物与所述第一部分醇的用量比为15-18g:50-70mL；所述天然聚合物与所述碱溶液的用量比为15-30g:40-60mL，其中碱溶液的质量浓度为30-50wt％；优选地，所述天然聚合物与所述碱溶液的用量比为15-18g:45-55mL，其中碱溶液的质量浓度为50％；所述有机酸与所述第二部分醇的用量比为80-90g:60-80mL；优选地，所述有机酸与所述第二部分醇的用量比为80-90g:65-75mL；所述天然聚合物与所述有机酸的用量比为15-30g:80-90g；优选地，所述天然聚合物与所述有机酸的用量比为15-18g:80-90g。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述醇为乙醇、异丙醇中的一种或两种；优选地，第一部分醇与第二部分醇为同一种醇。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)所述反应的温度为50℃-70℃；优选地，所述反应的温度为50℃；步骤3)所述反应的温度为50℃-70℃；优选地，所述反应的温度为50℃。6.一种权利要求1-5任一项所述的改性聚合物M的制备方法制备得到的改性聚合物M。7.一种改性聚合物N的制备方法，其中，该方法包括将权利要求6所述的改性聚合物M与E组分、F组分进行三元共聚，得到改性聚合物N；其中，所述E组分包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和N-(羟甲基)丙烯酰胺中的至少一种；所述F组分包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和烯丙基三甲基氯化铵中的至少一种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述将权利要求6所述的改性聚合物M与E组分、F组分进行三元共聚的具体过程包括：(1)在保护性气氛下，将改性聚合物M与E组分、F组分在水中混合得到混合物C；(2)在保护性气氛下，向混合物C中加入稳定剂、引发剂得到混合物D；(3)将混合物D加热进行改性聚合物M与E组分、F组分的三元共聚。9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，所述改性聚合物M与E组分、F组分的用量比为改性聚合物M:E组分:F组分＝0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张明栋，谢水祥，仝坤，李兴春，吴百春，任雯，孙静文，刘晓辉，李树森，
申请(专利权)人：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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