一种钻井液用分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钻井液用分散剂及其制备方法，分散剂由二甲基丙烯酰胺、2

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用分散剂及其制备方法

：
[0001]本专利技术涉及一种钻井用分散剂及其制备方法，具体涉及油田钻井液用处理剂合成

技术背景：
[0002]在深井、超深井钻井过程中，地层温度偏高，有时也为了平衡地层压力，必须使用加重钻井液，以满足工程及地质方面的要求。由于超高密度钻井液固相含量高，加重材料及钻屑长期在高温高压环境下受高剪切速率作用及钻头研磨，致使钻井液中细小粒子增多，流变性不易控制，导致机械钻速降低。为解决这些难题，国内科研人员往往通过在钻井液中加入分散剂来改善钻井液流变性。由于普通分散剂耐温有限和对重晶石分散作用有限，超高密度钻井液的流变性仍然难以满足现场需求。专利CN103045185A提供一种超高密度钻井液用分散剂及制备方法，由羧基单体、磺基单体、有机胺单体聚合而成，对重晶石有良好分散效果，但是耐温性能(120℃)还不够。
[0003]本专利技术提出一种适用于高密度钻井液的高温底层的共聚物分散剂，提高高温流变性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种钻井用分散剂，实现对钻井液中颗粒的分散，能有效改善钻井液配浆性能、高温流变性和泥浆的沉淀稳定性。
[0005]本专利技术所述的分散剂具有如下通式结构单元:
[0006][0007]其中x为500
‑
1000，y为200
‑
800，z为100
‑
500。
[0008]进一步的，具体而言分散剂由以下组分按比例混合共聚而得：
>[0009]二甲基丙烯酰胺：5
‑
25％
[0010]2‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸：5
‑
15％
[0011]对叔丁基苯乙烯：2
‑
10％
[0012]链转移剂：0.5％
‑
5％
[0013]螯合剂：0.02％
‑
0.05％
[0014]助溶剂：0
‑
3％
[0015]引发剂：0.01％
‑
0.02％
[0016]增溶剂：10
‑
30％，余量为去离子水；
[0017]本文中所述含量为质量百分数,以分散剂总质量为基准。
[0018]所述链转移剂为甲酸钠和次磷酸钠中的一种。
[0019]所述螯合剂为乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠和柠檬酸钠中的一种。
[0020]所述助溶剂为尿素和硫脲中的一种。
[0021]所述引发剂为给过硫酸铵和亚硫酸氢钠两组分组成的氧化还原体系，以分散剂总质量为基准，组分含量为过硫酸铵0.001％
‑
0.006％，亚硫酸氢铵0.001％
‑
0.003％。
[0022]所述增溶剂为N、N
‑
二甲基甲酰胺。
[0023]本专利技术的目的之二在于提供如上钻井用分散剂的制备方法，在二甲基丙烯酰胺和2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠的基础上，引入对叔丁基苯乙烯，提高了分散性和耐温性,所述分散剂制备方法包括如下步骤：
[0024]步骤1、把二甲基丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对叔丁基苯乙烯、助剂、增溶剂及去离子水按比例配制成均匀溶液；
[0025]步骤2、调节PH值得到pH＝4.0
‑
8.0的溶液；
[0026]步骤3、对步骤2得到的溶液充氮气20～40min；
[0027]步骤4、在步骤3得到的溶液中加入引发剂，聚合反应2
‑
5个小时得聚合物溶液；
[0028]步骤5、保温所述聚合物溶液制得分散剂。
[0029]所述步骤1中助剂为链转移剂、螯合剂、助溶剂、引发剂；
[0030]步骤1中聚合单体、助剂、增溶剂以质量百分数计比例为：
[0031]二甲基丙烯酰胺：5
‑
25％；
[0032]2‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸：5
‑
15％；
[0033]对叔丁基苯乙烯：2
‑
10％；
[0034]链转移剂：0.5％
‑
5％；
[0035]螯合剂：0.02％
‑
0.05％；
[0036]助溶剂：0
‑
3％；
[0037]引发剂：0.01％
‑
0.02％；
[0038]增溶剂：10
‑
30％，余量为去离子水。
[0039]步骤2中调节PH值用常用碱，比如氢氧化钠等。
[0040]步骤5中所述保温为先升温为80℃后保温2h。
[0041]有益效果：
[0042]1、分散剂在淡水基浆中的分散性能(室温养护24小时)为50％良好；
[0043]2、分散剂在淡水基浆中的分散性能(220℃老化24小时)为50％，耐温分散性能良好；
[0044]3、分散剂在盐水基浆中的分散性能(室温养护24小时)为50％；
[0045]4、分散剂在盐水基浆中的分散性能(220℃老化24小时)为50％良好，耐盐性能良好。
[0046]以上数据说明在分散剂聚合物单体上引入多种功能单体特别是引入对叔丁基苯后，能够提高分散剂的耐温效果和分散效果。
具体实施方式：
[0047]下面结合实施例进一步描述本专利技术及其效果。
[0048]按照上述实验步骤，按照以下实施例实施得到分散剂，对所得到的分散剂进行评价，具体如下：
[0049]分散剂的制备实施例如下：
[0050]以下含量为质量百分数。
[0051]实施例1
[0052]将54.0g二甲基丙烯酰胺(固体、98％含量),80.0g2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠(45％的水溶液)，7.2g对叔丁基苯乙烯，次磷酸钠1.8g，二甲基甲酰胺21g,edta
‑
2钠(1％)水溶液1.0g，加入162.7g去离子水。调节pH＝6.8,通氮气除氧40分钟，控制引发温度在30℃，加入引发剂过硫酸铵(2％)水溶液0.9g,亚硫酸氢钠(2％)水溶液0.3g,反应5h后，升温至80度保温继续反应2h，得到产品A。
[0053]实施例2
[0054]将54.0g二甲基丙烯酰胺(固体、98％含量),80.0g2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸钠(45％的水溶液)，8.5g对叔丁基苯乙烯，次磷酸钠2.2g；二甲基甲酰胺22g,edta
‑
2钠(1％)水溶液1.0g，加入160g去离子水。调节pH＝7,通氮气除氧40分钟，控制引发温度在30度，加入引发剂过硫酸铵(2％)水溶液1g,亚硫酸氢钠(2％)水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用分散剂，其特征在于：含有以下通式结构单元：其中x、y、z为各聚合单体的重复单元数，x为500
‑
1000，y为200
‑
800，z为100
‑
500。2.如权利要求1所述的分散剂，其特征在于由以下质量百分比的组分按比例混合共聚而得：3.如权利要求2所述的分散剂，其特征在于其链转移剂为甲酸钠和次磷酸钠中的一种。4.如权利要求2所述的分散剂，其特征在于其螯合剂为乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠和柠檬酸钠中的一种。5.如权利要求2所述的分散剂，其特征在于助溶剂为尿素和硫脲中的一种。6.如权利要求2所述的分散剂，其特征在于引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的组合物。7.如权利要求2所述的分散剂，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，吴江勇，
申请(专利权)人：南通博亿化工有限公司，
类型：发明
国别省市：