【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油、天然气、煤层气钻井作业，尤其涉及一种水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法及其应用。
技术介绍
1、降滤失剂作为水基钻井液的关键处理剂，对钻井液体系的性能稳定和井壁稳定起着至关重要的作用。有机盐钻井液由于较好地解决了井壁稳定和保护油气层之间的矛盾，因此已成为国际公认的高效、低毒水基钻井液体系。但目前常用的抗高温降滤失剂应用于有机盐钻井液体系后，出现一些问题，主要有以下几方面：
2、(1)溶解性差
3、为增加聚合物类降滤失剂耐温耐盐的功效，常用的做法是增加分子链的刚性、引入极性基团或提高聚合物的分子量，结果会造成聚合物粘度增大、溶解性下降，现场应用过程中出现加料困难、滤失性能降低、钻屑难以去除等问题，严重时可能引起井下复杂。
4、(2)耐盐性差
5、聚合物类降滤失剂多为阴离子型，有机盐钻井液中高浓度的金属阳离子屏蔽了聚合物分子链的负电荷(羧基)，导致羧基之间的排斥力减弱，分子链收缩卷曲，性能降低。随着水的矿化度提高，聚合物发生聚集，性能降低更加明显；当矿化度超过一定值时，聚合物从钻井液中析出，完全失效。
6、(3)高温降解与加重沉降
7、目前，常用的抗高温降滤失剂多为丙烯酰胺(am)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)类共聚物。这类聚合物一般为线型结构，高温降解作用明显，现场应用过程中为维持钻井液性能稳定，保证安全钻进，需要不断补加处理剂，这无形中增加了生产成本，降低了利润空间。另一方面，线型结构分子不能形成空间网架结构，在高密度
8、罗名望等在《超高温低粘聚合物降滤失剂的研制及作用机理》(钻井液与完井液，2020年9月)一文中，刘鹭等在《低粘度效应聚合物降滤失剂的合成及性能评价》(油田化学，2016年9月)一文中，均报道了低粘聚合物降滤失剂，抗温达180℃以上，抗盐污染性能良好。但对两种降滤失在有机盐钻井液体系中的应用效果未有评价。
9、cn201810648575.2公布了一种羧羟基烷烯共聚物及其制备方法和应用，该降滤失剂抗温可达180℃，抗盐可至饱和，同样可抗有机盐至饱和，并且加量少，在4wt.％左右可以有效控制滤失量。但在实际应用中，该降滤失剂的加量为6wt.％左右，再加之高售价，这极大地增加了使用单位的生产成本。
10、综上，目前有机盐钻井液用抗高温降滤失剂可选择空间小，成本高，因此，需要研制一种克服上述缺点的抗高温降滤失剂，并形成自主生产能力，满足企业降本增效的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法及其应用，以解决现有的降滤失剂在有机盐钻井液体系中存在的无法兼具抗高温、低粘、不盐析等综合性能的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
3、第一方面，本专利技术提供了一种抗高温低粘降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：配制第一直链状烯基单体的溶液，冰水浴中边搅拌边加入中和剂，得中性溶液；
5、s2：配制第一引发剂与含环状结构基团烯基单体的混合溶液；
6、s3：将步骤s1制得的中性溶液、步骤s2制得的混合溶液和第二直链状烯基单体进行混合，充分搅拌，得到质量分数为25～30％的混合溶液；
7、s4：将步骤s3制得的混合溶液，搅拌、通氮气并升温至低于预定温度10±2℃后，加入第二引发剂，保温30±10min；
8、s5：步骤s4结束后，继续升温至低于预定温度5±2℃，保温30±10min；
9、s6：步骤s5结束后，继续升温至预定温度，时刻观察反应器内混合溶液的状态和温度，待温度达到峰值后，加入交联剂；
10、s7：步骤s6结束后，继续观察反应器内的温度，待温度降至预定温度后可选择地加入水解剂，搅拌15min后升温至80±5℃，并保温30min，得粘稠液体；
11、s8：将步骤s7制得的粘稠液体用无水乙醇洗涤多次，得白色沉淀，干燥、粉碎后即得水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂；
12、所述第一直链状烯基单体和所述第二直链状烯基单体均为主链碳原子不超过七个的水溶性烯基单体；
13、其中，所述第一直链状烯基单体为2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酸、衣康酸中的至少一种；
14、所述第二直链状烯基单体为丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n,n-二丙基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、n,n-二异丙基丙烯酰胺中的至少一种；
15、所述含环状结构基团烯基单体为n-乙烯基吡咯烷酮、3-乙酰基-n-乙烯基吡咯烷酮、1-(2，5-二氯苯基)-3-丙烯酰胺基-5-吡唑酮、(r)-4苄基-2恶唑烷酮、n-苄基-3-吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺中至少一种。
16、具体而言，主链碳原子不超过七个的水溶性烯基单元增加聚合物的亲水性，含环状结构基团的烯基单元增加分子链的刚性和聚合物的耐温性能。本专利技术采用逐步升温工艺、合理控制单体配比、反应温度、引发剂种类及用量，使分子链中几种结构单元有序排列，且结构单元侧链上的官能团在空间有序排列，尽量减少相互作用，从而使聚合物宏观上表现出易溶、低粘、滤失性能优良等特性。
17、环状结构基团中的亚甲基链段会随着温度的升高而变为疏水性，且产生疏水缔合作用；当温度升高至临界增稠温度时，其疏水缔合作用已经足够强，此时钻井液体系中会出现大量的疏水缔合微区，导致聚合物分子流体力学体积增大，从而出现粘度上升的现象。随着温度的升高，聚合物由于热降解及吸附基团水化而产生粘度下降现象。此时两种现象相抵，使钻井液呈现出流变性能稳定的现象。
18、在可选的实施方式中，
19、所述直链状烯基单体与所述含环状结构基团烯基单体物质的量比为(6～9)：(1～4)。
20、具体而言，环状结构基团中亚甲基链段的含量与聚合物的溶解性有关。一方面，亚甲基链段的含量影响其疏水缔合性：当亚甲基链段含量较低时，随着温度升高，疏水链段间不能产生有效的分子间缔合；而当其含量过高时，聚合物分子链的亲水性较弱，分子中疏水链段间过强的缔合作用，会导致“析出”现象。另一方面，亚甲基链段的含量影响聚合物的临界增稠温度：亚甲基链段的含量越高，聚合物的临界增稠温度越低，聚合物侧链的疏水性越强，也越容易发生缔合。因此必须合理控制聚合物分子侧链中亚甲基链段的含量，使聚合物的临界增稠温度保持在合理范围内，从而使聚合物具有较好的溶解性及耐温性。
21、优选地，直链状烯基单体与含环状结构基团烯基单体物质的量比为(6～8)：(2～4)。
22、在可选的实施方式中，
23、所述第一引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁腈脒盐酸盐、偶氮二异丁咪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
6.一种采用权利要求1-5任一项所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法制得的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的应用，其特征在于，将所述水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂以2～4wt.％的加量加入至水基钻井液基浆中，形成水基钻井液。
【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的水基钻井液用抗高温低粘降滤失剂的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：田惠，王磊磊，陈安亮，闫晓婷，马婧雅，苏君，王信，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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