本发明专利技术涉及一种钻井液降失水剂的合成方法，该方法包括ａ）将非离子型复合乳化剂溶于油中，配成油相；将选自富马酸、马来酸、衣康酸或丙烯酸的第一单体，选自Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺，Ｎ，Ｎ－二乙基丙烯酰胺或丙烯酰胺的第二单体和选自对乙烯基苯磺酸钠、丙烯磺酸钠、３－烯丙氧基－２－羟基－１－丙磺酸钠、２－丙烯酰氧基－２－甲基丙磺酸、２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸或甲基丙烯磺酸钠的第三单体按物质的量比１∶１～５∶１～５溶于水中，调节溶液ｐＨ值为８～１１加入引发剂配制成水相溶液；ｂ）将水相溶液加到油相溶液中，升温至４０～７０℃进行聚合反应。本发明专利技术方法聚合速率快，产物分子量高，产品可直接用于油田钻井液中，产物稳定性高，降失水性能好，耐高温、抗盐性能高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属石油钻井液化学品水溶性高分子材料合成类制备方法
技术介绍
钻井液降失水剂在石油钻井中是一类用量最大的钻井液处理剂，它在油田固井工 程中占有及其重要的地位。在钻井过程中，钻井液的滤液侵入地层会引起泥页岩水化膨胀， 严重时导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的产生，钻遇产油层时还会造成油气层损害。 加入降失水剂的目的，就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能 降低钻井液的滤失水量，从而保持水泥浆有适当水灰比。它对于安全高效钻井有着重要的 作用。目前，油田的开发已向深海、复杂地形、深井和超深井等特殊井方向发展，对降失 水剂在耐高温和抗盐方面也提出了新的要求。常用的油田降失水剂主要有两大类，即微粒材料降失水剂和水溶性高分子降失水 齐U，水溶性高分子降失水剂又包括天然高分子及其改性降失水剂和合成聚合物类降失水 剂。水溶性天然高分子改性降失水剂具有价格低廉、市场广阔和可生物降解等特点， 在石油钻井工业中应用广泛。常用于油井水泥降失水剂的是纤维素醚类，主要包括羧甲基 纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)等。但此类纤维素材料 的使用温度低、有一定的候凝现象、用量大时使水泥浆粘度过大而难于输送。聚合物类降失水剂是降失水剂的开发热点和难点，国内外不断有新的产品推出。 聚合物类降失水剂通常有两种以上的单体共聚生成，常用的阴离子单体有2_丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸、衣康酸等；阳离子单体有3_甲基 丙烯酰胺氧丙基三甲基氯化铵等；非离子单体有丙烯酰胺(AM)、N，N-二甲基丙烯酰胺 (NNDMA)、N, N- 二乙基丙烯酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺(VMAA)、N-乙烯基吡咯烷酮 (NVP)、丁二烯、甲基乙烯基醚(MVE)、甲基丙烯酸酯、顺丁烯二酸酐(MA)、苯乙烯、乙烯基咪 唑等。目前，耐温抗盐型聚合物类降失水剂，主要以改性的丙烯酰胺类单体为基础合成 的共聚物产品。2003 ip Keith A. Bair ^A (Polymeric fluid loss additives andmethod of use thereof, US 6590050,2003. 07)开发出了一种含有烯丙氧基联接的聚合物降失水剂。 这种降失水剂是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、3_烯丙氧基_2_羟 基丙磺酸(AHPS)的三元共聚物，或这3种单体再加上N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)或丙烯酸 (AA)的四元共聚物。此聚合物降失水剂有良好的耐温抗盐性能，82. 2°C条件下API失水量 可控制到20mL左右，176. 7°C时API失水量可控制到40mL以下。2005年卢甲晗等人(油井水泥抗高温抗盐降失水剂的室内研究，钻井液与完井液2005，22 (增刊)67 68)推出2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)三元共聚物降失水剂G310，该剂为抗温抗盐型降失水剂，50°C失水量可控制到30mL 以下，175°C可控制到IOOmL以内。2007年杨小华，王中华(两性离子磺酸盐聚合物钻井液处理剂的制备方法， CN200710180497.X)开发出来一种两性离子磺酸盐聚合物钻井液降失水剂。这种降失水剂 是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-羟基-3-甲基 丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵的四元共聚物。该产品具有较强的耐温抗盐和降滤失能力。2007年郑华武(抗盐抗高温降失水剂，CN200710056710. 6)开发出来一种抗盐抗 高温降失水剂。这种降失水剂是丙烯酰胺、丙烯、2-甲基-2-丙烯酰氧丙基磺酸(AMPS)的 三元聚物。此聚合物在120°C时失水量为60mL。但是，以上方法有以下缺点(1)单体浓度低，一方面使聚合速率较慢，收率较低； 另一方面与向溶剂链转移的双重作用使聚合物分子量不高；除净聚合物中残留溶剂困难； (2)得到的聚合产物还要剪切造粒，再经过烘干粉碎至粉末状得到产品，浪费了时间和能 源；(3)在油田使用过程中，还需要对产品用溶剂进一步溶解。既浪费溶剂，增加生产的成 本，又在使用和回收过程中对环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。本专利技术包含以下步骤(1)配制油相溶液，所述油相溶液包含乳化剂和油，所述乳化剂为选自非离子乳化 剂油包水型(W/0)乳化剂山梨糖醇酐脂肪酸酯(Span)与水包油型(0/W)乳化剂聚氧乙烯 山梨糖醇酐脂肪酸酯(Tween)或辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP)中的一种复合使用，所述油选自 白油、液体石蜡、煤油或汽油。(2)配制水相溶液，将选自富马酸、马来酸、衣康酸或丙烯酸的第一单体，选自N， N- 二甲基丙烯酰胺，N, N- 二乙基丙烯酰胺或丙烯酰胺第二单体和选自对乙烯基苯磺酸钠、 丙烯磺酸钠、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰 胺基-2-甲基丙磺酸或甲基丙烯磺酸钠的第三单体按物质的量比1 1 5 1 5溶于 水中，调节溶液PH值，加入引发剂配制成水相溶液。(3)室温下将水相溶液滴加到油相溶液中，在搅拌下升温至40 70°C连续搅拌 1 7小时，即得钻井液降失水剂。在本专利技术方法中，所述复合乳化剂的亲油亲水平衡值(HLB)为3 6，且所述乳化 剂在所述油相中的重量含量是6 15 %。在本专利技术方法中，所述水相中还包括PH调节剂，所述PH调节剂选自氢氧化钠、氢 氧化钾、碳酸钾或碳酸钠，所述PH调节剂将所述水相溶液pH值调节为8 11。在本专利技术方法中，所述引发剂为自由基引发剂或氧化还原引发剂，选自过硫酸钾、 过硫酸铵、过硫酸钠、焦亚硫酸钠_过硫酸钠、过硫酸铵_亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠_过硫酸 钾或过硫酸钾_亚硫酸氢钠。所述引发剂加入的物质的量为所述三种单体物质的量总和的 0. 1 0. 3%。在本专利技术方法中，所述第一单体、所述第二单体和所述第三单体的总质量占所述 原料水相溶液质量的45 65%。在本专利技术方法中，所述水相溶液体积占总的溶液体积分数为50 90%。聚合物类降失水剂主要是靠吸附作用降低失水量。丙烯酰胺吸附能力强，水溶性好，用于聚合物降失水剂可以保证聚合物强大的吸附功能，降低失水量。磺酸基的高活性单 体能提高耐温抗二价及高价金属离子的能力。马来酸、富马酸或丙烯酸中含有羧酸基，可增 加水化基团与吸附能力，通过吸附、架桥、聚集及水化，提高聚合物的降失水性能。与现有技术相比，本专利技术方法具有以下有益效果1、在生产中无废气、废物、废渣的产生，对环境没有污染；聚合速率快，分子量高， 分布均勻；产品无需溶剂溶解，可以直接用于油田钻井液中，降低了采油成本。2、本专利技术的工艺过程条件温和、易于控制、步骤简单，后续处理环保型，反应过程 节约型。3、本专利技术产品具有较强的耐温抗盐和降失水性能。在淡水、盐水、饱和食盐水及含 钙盐水钻井液中均具有较强的降失水性，可以适用于多种复杂泥浆。为说明本产品的性能，将合成的产品分别加入淡水基浆和复合盐水基浆中进行降 失水性能测试。淡水基浆的配制在336mL水中加入14g钠膨润土，高速搅拌0. 5小时；然后室温下养护24小本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻井液降失水剂的合成方法，其特征在于包括以下步骤： （１）配制油相溶液，所述油相溶液包含乳化剂和油，所述乳化剂选自山梨糖醇酐脂肪酸酯与聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯或辛烷基酚聚氧乙烯醚中的一种复合使用，所述油选自白油、煤油、汽油或液体石蜡； （２）配制水相溶液，所述水相溶液中包含第一单体、第二单体、第三单体和引发剂，其中 所述第一单体选自富马酸、马来酸、衣康酸或丙烯酸； 第二单体选自Ｎ，Ｎ－二甲基丙烯酰胺，Ｎ，Ｎ－二乙基丙烯酰胺或丙烯酰胺； 第三单体选自对乙烯基苯磺酸钠、丙烯磺酸钠、３－烯丙氧基－２－羟基－１－丙磺酸钠、２－丙烯酰氧基－２－甲基丙磺酸、２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸或甲基丙烯磺酸钠； 所述第一单体、所述第二单体和所述第三单体的物质的量之比为１∶１～５∶１～５；将三种单体溶于水中后用ｐＨ调节剂将所述水相溶液ｐＨ值调节为８～１１，然后加入引发剂；所述第一单体、所述第二单体和所述第三单体的总质量占所述水相溶液加入引发剂之后质量的４５～６５％；所述ｐＨ调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；所述的引发剂为自由基引发剂或氧化还原引发剂； （３）室温下将水相溶液加到油相溶液中，半小时内升温至４０～７０℃后连续搅拌１～７小时，即得产品。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马贵平，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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