CN114805678A - 一种钻井液用增粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井液用增粘剂及其制备方法，涉及油田钻井及高分子聚合领域，该方法包括：将不饱和氨基酸脂和卤代烷烃进行季铵化反应，得到长链疏水单体；将长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸基单体、表面活性剂、去离子水、pH调节剂和引发剂进行聚合反应，得到钻井液用增粘剂。本发明制备的钻井液用增粘剂溶解性能优异，耐温性和耐盐性能好，携岩能、增粘、调流型、抑制黏土和钻屑的水化分散能力强，能提高无固相钻井液的抗温和高温稳定性。

Description

一种钻井液用增粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田钻井及高分子聚合技术领域，特别涉及一种钻井液用增粘剂及其制备方法。

背景技术

随着能源消耗总量的大幅增长和钻探技术的发展，钻井作业对钻井液体系的耐高温性和稳定性要求越来越高。传统的固相耐高温钻井液体系在钻井过程中漏失严重，有害固相进入到裂缝深部后堵塞裂缝通道，影响后期油气田的产能恢复，即便采用酸化等增产作业，仍无法解决固相对储层的伤害，严重制约着深层裂缝性油气藏的开发。

无固相钻井液是无黏土钻井液，该体系不包含黏土，仅加入高分子聚合物和相应的化学处理试剂就可以达到满足一定要求的钻井液体系。无固相钻井液与固相钻井液、低固相钻井液相比，能有效避免储层中的固相伤害，同时还具有密度低、粘度小、流动性能好的优点，从而能提高钻井中钻头的破岩效率。但随着钻井开采的加深，在碳酸盐储层、潜山油藏中，现有无固相钻井液体系的抗温性能及其高温稳定性仍较差。无固相钻井液的流变性、滤失造壁性等性能主要通过增粘剂来调节，钻井液体系主要以增粘剂来构建，但常用的增粘剂如XC、80A51等，在无固相钻井液中的抗温能力低于150℃。

发明内容

本发明实施例提供了一种钻井液用增粘剂及其制备方法，该钻井液用增粘剂溶解性能优异，抗温性和抗盐性能好，携岩能、增粘、调流型、抑制黏土和钻屑的水化分散能力强，能提高无固相钻井液的抗温抗盐性和高温稳定性。

第一方面，本发明提供了一种钻井液用增粘剂的制备方法，所述制备方法包括：

将不饱和氨基酸脂和卤代烷烃进行季铵化反应，得到长链疏水单体；

将所述长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸基单体、表面活性剂、去离子水、pH调节剂和引发剂进行聚合反应，得到所述钻井液用增粘剂；

制备所述钻井液用增粘剂所用到的原料的重量份数如下：所述长链疏水单体3~8份，丙烯酰胺150~180份，丙烯酸40~70份，磺酸基单体5~20份，表面活性剂0.1~0.5份，去离子水667~771份，pH调节剂31~55份，引发剂0.005~1份。

优选地，所述不饱和氨基酸脂为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、2-甲基-2-丙烯酸-3-(二甲氨基)丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯中的至少一种。

更优选地，所述不饱和氨基酸脂为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯中的至少一种。

优选地，所述卤代烷烃为1-氯十二烷、1-氯十三烷、1-氯癸烷、1-氯-9-苯基壬烷、1-氯-7-苯基庚烷、1-氯十一烷、1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十五烷中的至少一种。

更优选地，所述卤代烷烃为1-氯十二烷、1-氯十三烷、1-溴十三烷中的至少一种。

优选地，所述长链疏水单体的制备方法包括：在所述不饱和氨基酸脂加入至去离子水进行混匀，然后再加入所述卤代烷烃进行季铵化反应，待反应结束后加入乙酸，得到所述长链疏水单体。

优选地，所述反应的温度为40~45℃；

在加入所述卤代烷烃后，所述反应的时间为5~7h。

优选地，制备所述长链疏水单体所用到的原料的重量份数如下：所述不饱和氨基酸脂120~190份，去离子水50~60份，所述卤代烷烃180~270份，所述乙酸5~10份。

优选地，所述磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠中的至少一种。

更优选地，所述磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐、对苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

优选地，所述表面活性剂为四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵。

优选地，所述引发剂包括分子量调节剂和氧化还原引发剂；所述氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组成；

所述分子量调节剂和所述氧化还原引发剂的质量比为1:（2~3）。

优选地，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

更优选地，所述pH调节剂为氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。

优选地，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、叔丁基过氧化氢、特戊基过氧化氢中的至少一种；

所述还原剂为连二硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。

优选地，所述得到所述钻井液用增粘剂，包括：

在反应器中加入所述长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、所述磺酸基单体、所述表面活性剂和去离子水进行混匀，得到混合溶液，向所述混合溶液中加入所述pH调节剂，然后通入氮气，再加入所述引发剂引发聚合反应，并在反应完成后进行保温，得到所述钻井液用增粘剂。

优选地，所述加入所述pH调节剂之后，所述混合溶液的pH为7~7.5；

所述引发所述聚合反应的温度为0~6℃。

优选地，所述通入氮气的时间为40~60min；

所述聚合反应的时间为1.5~3h；所述保温的时间为2~4h。

更优选地，所述通入氮气的时间为50min；

所述保温的时间为2h。

第二方面，本发明提供了一种钻井液用增粘剂，采用上述第一方面任一所述的制备方法制备得到。

本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

本发明通过长链疏水单体、磺酸基单体和丙烯酰胺的协同作用，制备得到钻井液用增粘剂，该钻井液用增粘剂是一种缔合型聚丙烯酰胺，其中疏水基团的存在，使得聚合物溶液在分子内及分子间产生链缔合，分子间形成超分子结构，形成三维网络结构，使得流体力学体积增大，溶液粘度大幅度升高。即便经过高剪切后，在剪切降低或者消除之后分子间的交联又能重新形成，不会发生机械降解。

本发明所制备的钻井液用增粘剂具有很强的携岩能、增粘、调流型、抑制黏土和钻屑的水化分散能力，可以改善滤饼质量，提高钻井液润滑性。与无固相抗温抗盐钻井液的配伍性良好，适用于不同水质如海水、复合盐水、淡水无固相钻井液体系，满足不同地区的钻井需要。同时，本发明提高的制备方法操作简单，易于控制，成本较低。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种钻井液用增粘剂的制备方法，该制备方法包括：

将不饱和氨基酸脂和卤代烷烃进行季铵化反应，得到长链疏水单体；

将长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸基单体、表面活性剂、去离子水、pH调节剂和引发剂进行聚合反应，得到钻井液用增粘剂；

制备钻井液用增粘剂所用到的原料的重量份数如下：长链疏水单体3~8份（例如，可以为3份、4份、5份、6份、7份或8份），丙烯酰胺150~180份（例如，可以为150份、152份、155份、160份、165份、170份、175份或180份），丙烯酸40~70份（例如，可以为40份、45份、50份、55份、60份、65份或70份），磺酸基单体5~20份（例如，可以为5份、6份、8份、10份、12份、15份、18份或20份），表面活性剂0.1~0.5份（例如，可以为0.1份、0.15份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份），去离子水667~771份（例如，可以为667份、670份、675份、680份、690份、700份、710份、720份、730份、740份、750份、765份或771份），pH调节剂31~55份（例如，可以为31份、33份、35份、40份、42份、45份、50份或55份），引发剂0.005~1份（例如，可以为0.005份、0.01份、0.02份、0.05份、0.08份、0.1份、0.2份、0.5份、0.6份、0.8份或1份）。

需要说明的是，本申请制备得到的钻井液用增粘剂为胶体状态的阴离子型聚丙烯酰胺，对该胶体聚丙烯酰胺进行造粒、烘干、磨粉、筛分后得到增粘剂产品并进行封装，更加便于存储和运输，能够进一步降低运输成本。其中，烘干温度为60~90℃（例如，可以为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃），烘干时间为1~1.5h（例如，可以为1h、1.2h或1.5h），增粘剂产品的目数为20~100目（例如，可以为20目、25目、40目、50目、60目、80目或100目）。

根据一些优选的实施方式，不饱和氨基酸脂为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、2-甲基-2-丙烯酸-3-(二甲氨基)丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯中的至少一种。

需要说明的是，至少一种即为任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物。

根据一些更优选的实施方式，不饱和氨基酸脂为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯中的至少一种。

根据一些优选的实施方式，卤代烷烃为1-氯十二烷、1-氯十三烷、1-氯癸烷、1-氯-9-苯基壬烷、1-氯-7-苯基庚烷、1-氯十一烷、1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十五烷中的至少一种。

根据一些更优选的实施方式，卤代烷烃为1-氯十二烷、1-氯十三烷、1-溴十三烷中的至少一种。

根据一些优选的实施方式，长链疏水单体的制备方法包括：在不饱和氨基酸脂加入至去离子水进行混匀，然后再加入卤代烷烃进行季铵化反应，待反应结束后加入乙酸，得到长链疏水单体。

根据一些优选的实施方式，反应的温度为40~45℃（例如，可以为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃）；

在加入卤代烷烃后，反应的时间为5~7h（例如，可以为5h、5.5h、6h、6.5h或7h）。

根据一些优选的实施方式，制备长链疏水单体所用到的原料的重量份数如下：不饱和氨基酸脂120~190份（例如，可以为120份、125份、130份、135份、140份、145份、150份、155份、160份、165份、170份、175份、180份、185份或190份），去离子水50~60份（例如，可以为50份、52份、55份、56份、58份或60份），卤代烷烃180~270份（例如，可以为180份、190份、200份、210份、220份、230份、240份、250份、260份或270份），乙酸5~10份（例如，可以为5份、6份、8份或10份）。

在本发明中，于室温（25℃）下滴加卤代烷烃，由于该反应放热，因此能通过控制卤代烷烃的滴加速率控制反应初期温度不超过45℃，同时在滴加完卤代烷烃后，在40~45℃下保温5~7h，以使反应完全，反应完成后加入乙酸可以进一步去除未反应的物质。经实验证实，将反应温度控制为40~45℃，能保证反应充分进行，以避免反应速率过快时反应不充分，从而确保得到的长链疏水单体的纯度。

在本发明中，长链疏水单体为钻井液用增粘剂提供了疏水基团和碳碳长链，使得聚合物溶液在分子内及分子间产生链缔合，分子间形成超分子结构，形成三维网络结构，使得流体力学体积增大，溶液粘度大幅度升高，从而使钻井液用增粘剂具有良好的耐温耐盐性。

在本发明中，其他组分用量不变时，限定制备钻井液用增粘剂所用到的长链疏水单体为3~8份。如此，可以避免长链疏水单体用量过多时，钻井液用增粘剂溶解性差的问题；同时避免长链疏水单体用量过少时，无法充分发挥其作用，进而影响钻井液用增粘剂的耐温耐盐性。

根据一些优选的实施方式，磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠中的至少一种。

根据一些更优选的实施方式，磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐、对苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

在本发明中，通过磺酸基单体引入抗温性能的磺酸基团，甚至刚性的苯环基团，使其刚性、热运动阻力增大，增加钻井液用增粘剂的热稳定性和刚性，从而提高其抗高温性。同时，磺酸基团的引入也会增加钻井液用增粘剂的耐水解和抗盐能力。

在本发明中，其他组分用量不变时，限定制备钻井液用增粘剂所用到的磺酸基单体为5~20份。如此，可以避免磺酸基单体用量过多时，导致所制备的钻井液用增粘剂的分子量较低，进而导致其网络结构不完整，影响钻井液用增粘剂的性能；同时避免磺酸基单体用量过少时，影响所制备的钻井液用增粘剂的抗高温性能。

根据一些优选的实施方式，表面活性剂为四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵。

在本发明中，通过加入表面活性剂增加钻井液用增粘剂在水中的溶解性。

根据一些优选的实施方式，引发剂包括分子量调节剂和氧化还原引发剂；氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组成；

分子量调节剂和氧化还原引发剂的质量比为1:（2~3）（例如，可以为1:2、1:2.5或1:3）。

在本发明中，通过分子量调节剂来进一步调节所制备的钻井液用增粘剂的分子量来控制其粘度，以确保得到的钻井液用增粘剂能形成空间网络结构，具有抗温抗盐性能。

根据一些优选的实施方式，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、叔丁基过氧化氢、特戊基过氧化氢中的至少一种；

还原剂为连二硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。

根据一些优选的实施方式，得到钻井液用增粘剂，包括：

在反应器中加入长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸基单体、表面活性剂和去离子水进行混匀，得到混合溶液，向混合溶液中加入pH调节剂，然后通入氮气，再加入引发剂引发聚合反应，并在反应完成后进行保温，得到钻井液用增粘剂。

根据一些优选的实施方式，pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

根据一些更优选的实施方式，pH调节剂为氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。

根据一些优选的实施方式，加入pH调节剂之后，混合溶液的pH为7~7.5；

引发聚合反应的温度为0~6℃（例如，可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、4.5℃、5℃、5.5℃或6℃）。

经实验证实，将混合溶液的pH调节至7~7.5（例如，可以是7、7.1、7.2、7.3、7.4或7.5）。如此，可避免反应介质的酸碱性影响引发剂的分解速率，保证钻井液用增粘剂的聚合度，而且该反应介质的环境为中性，制备过程对环境更友好。

经实验证实，由于制备钻井液用增粘剂的聚合反应为放热反应，在较高温度下引发该共聚反应时，较高的温度增加了自由基的碰撞机会，使得反应速率加快，放热过快，不易控制且会发生溢出甚至烫伤等危险；但在较低温度下引发该共聚反应时，则会减少自由基碰撞机会，链增长变慢，影响聚丙烯酰胺的分子量，因此将混合溶液的温度调节至0~6℃。如此，在引发后依靠自身反应的放热便能完成聚合反应，反应结束时该体系的温度为70℃左右。

在本发明中，以水作为聚合反应的反应介质，不仅成本低，还能消除有机溶剂对环境污染的影响，制备过程简单，且无需加热。而且反应介质的环境为中性，制备过程对环境友好、无污染、能耗低、产物无毒无腐蚀性、不会产生二次污染，符合绿色环保化工助剂的发展方向。

根据一些优选的实施方式，通入氮气的时间为40~60min（例如，可以为40min、45min、50min、55min或60min）；

聚合反应的时间为1.5~3h（例如，可以为1.5h、2h、2.5h或3h）；保温的时间为2~4h（例如，可以为2h、2.5h、3h、3.5h或4h）。

在本发明中，因为氧气作为阻聚剂，会影响聚丙烯酰胺的聚合反应，所以需要通入氮气，去除氧气，以确保聚合反应正常进行。

根据一些更优选的实施方式，通入氮气的时间为50min；

保温的时间为2h。

在本发明中，通过调节长链疏水单体、磺酸基单体和丙烯酰胺物的用量调节钻井液用增粘剂的粘度，以及其在无固相钻井液中的抗温抗盐性能。

本发明还提供了一种钻井液用增粘剂，采用本发明所提供的制备方法制备得到的钻井液用增粘剂。

根据一些优选的实施方式，钻井液用增粘剂在水中的溶解时间为30~60min。

为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面通过几个实施例对一种钻井液用增粘剂及其制备方法进行详细说明。

以下实施例中，均以重量份数来表示不饱和氨基酸脂，卤代烷烃，乙酸，长链疏水单体，丙烯酰胺，丙烯酸，磺酸基单体，表面活性剂，pH调节剂、引发剂和去离子水的质量。

实施例1

长链疏水单体的制备：

在反应器中加入甲基丙烯酸二甲氨乙酯157份、去离子水52份，充分混合后，于25℃下开始滴加1-氯十二烷204份，并控制温度范围为40~45℃，滴加完成后在40~45℃下保温5h，然后加入乙酸7份充分混匀后，得到长链疏水单体。

钻井液用增粘剂的制备：

将长链疏水单体3份、丙烯酰胺 150份、丙烯酸40份、2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠5份、四丁基溴化铵0.1份和去离子水771份进行混匀，得到混合溶液，向混合溶液中加入氢氧化钾31份，调节pH至7.1，然后在0~5℃下加入引发剂0.006份（其中包括次亚磷酸钠0.002份，过硫酸铵0.002份，焦亚硫酸钠0.002份）引发聚合反应，待反应温度不再升高时确定反应结束，然后在该最终反应温度下保温2h，得到胶体状态的钻井液用增粘剂。

实施例2

长链疏水单体的制备：

在反应器中加入甲基丙烯酸二甲氨乙酯190份、去离子水60份，充分混合后，于25℃下开始滴加1-氯十三烷263份，并控制温度范围为40~45℃，滴加完成后在40~45℃下保温7h，然后加入乙酸10份充分混匀后，得到长链疏水单体。

钻井液用增粘剂的制备：

将长链疏水单体8份、丙烯酰胺 180份、丙烯酸70份、2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠20份、四丁基溴化铵0.5份和去离子水667份进行混匀，得到混合溶液，向混合溶液中加入氢氧化钾55份，调节pH至7.5，然后在0~5℃下加入引发剂0.01份（其中包括次亚磷酸钠0.003份，过硫酸铵0.004份，焦亚硫酸钠0.003份）引发聚合反应，待反应温度不再升高时确定反应结束，然后在该最终反应温度下保温2h，得到胶体状态的钻井液用增粘剂。

实施例3

长链疏水单体的制备：

在反应器中加入丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯171份、去离子水55份，充分混合后，于25℃下开始滴加1-溴十二烷263份，并控制温度范围为40~45℃，滴加完成后在40~45℃下保温6h，然后加入乙酸8份充分混匀后，得到长链疏水单体。

钻井液用增粘剂的制备：

将长链疏水单体5份、丙烯酰胺 165份、丙烯酸55份、2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠15份、三乙基苄基氯化铵0.2份和去离子水667份进行混匀，得到混合溶液，向混合溶液中加入氢氧化钾43份，调节pH至7.3，然后在0~5℃下加入引发剂0.008份（其中包括次亚磷酸钠0.002份，过硫酸铵0.003份，焦亚硫酸钠0.003份）引发聚合反应，待反应温度不再升高时确定反应结束，然后在该最终反应温度下保温2h，得到胶体状态的钻井液用增粘剂。

实施例4

实施例4与实施例3基本相同，其不同之处在于：

钻井液用增粘剂的制备：

将长链疏水单体4份、丙烯酰胺 155份、丙烯酸45份、2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸钠14份、四丁基溴化铵0.1份和去离子水749份进行混匀，得到混合溶液，向混合溶液中加入氢氧化钾35份，调节pH至7.3，然后在0~5℃下加入引发剂0.007份（其中包括次亚磷酸钠0.003份，过硫酸铵0.002份，亚硫酸氢钠0.002份）引发聚合反应，待反应温度不再升高时确定反应结束，然后在该最终反应温度下保温2h，得到胶体状态的钻井液用增粘剂。

实施例5

实施例5与实施例1基本相同，其不同之处在于：长链疏水单体的制备中，甲基丙烯酸二甲氨乙酯120份、去离子水50份，1-氯十二烷180份，乙酸5份。

实施例6

实施例6与实施例1基本相同，其不同之处在于：长链疏水单体的制备中，2-甲基-2-丙烯酸-3-(二甲氨基)丙基酯157份、去离子水52份，1-氯-7-苯基庚烷204份，乙酸7份。

实施例7

实施例7与实施例1基本相同，其不同之处在于：钻井液用增粘剂的制备中，采用的磺酸基单体为对苯乙烯磺酸钠5份，引发剂0.006份（其中包括甲酸钠0.002份，过硫酸钾0.002份，连二硫酸钠0.002份）。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，其不同之处在于：钻井液用增粘剂的制备中，未加入长链疏水单体，代替加入3份去离子水，即总计774份去离子水。

对比例2

对比例2与实施例2基本相同，其不同之处在于：钻井液用增粘剂的制备中，未加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠，代替加入20份去离子水，即总计687份去离子水。

对比例3

对比例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：钻井液用增粘剂的制备中，加入长链疏水单体30份，同时少加入22份去离子水，即总计645份去离子水，其他原料用量不变。

将实施例1至7以及对比例1至3得到的胶体状态的钻井液用增粘剂进行造粒、烘干、磨粉、筛分后得到目数为20~100目的试样，对上述试样进行溶解测试，按照钻井液API13A标准中16.3、16.4款进行测试，得到如表1和表2所示的测试数据。

具体地，将上述试样分别添加到去离子水中，得到质量浓度为1%的试样的水溶液，然后分别测试该水溶液体系的室温表观粘度、室温塑性粘度、室温静切力、室温动切力，以及在200℃老化16h后在室温下测得的老化表观粘度、老化塑性粘度、老化静切力、老化动切力；

将上述试样分别添加到饱和NaCl水溶液中，得到质量浓度为1%的试样的盐水溶液，然后分别测试该盐水溶液体系的室温表观粘度、室温塑性粘度、室温静切力、室温动切力，以及在200℃老化16h后在室温下测得的老化表观粘度、老化塑性粘度、老化静切力、老化动切力。

表1

表2

表3

需要说明的是，表1至表3中，“-”用于表示无相应测试数据。由于对比例3中加入过量的长链疏水单体导致制备的增粘剂难溶解，因此在室温下并无对应测试数据，但老化过程中部分增粘剂会溶解，因而在老化后有对应测试数据。

从表1至表3中的数据可以看出，本发明制备的适用于无固相钻井液的钻井液用增粘剂具有优异的携岩能、增粘、调流型、抑制黏土和钻屑的水化分散能力，可以改善滤饼质量，提高钻井液润滑性。而且在室温下和200℃高温老化后仍具有较好的粘度，能抗温200℃，具有优异的提切性能；即使在饱和盐水中也具有较好的表现，抗盐效果好。在上述测试过程中还观察到，本发明制备的钻井液用增粘剂在水、饱和盐水的室温或高温（200℃）体系中，在5h内均未出现沉降等现象，表明该体系稳定，在抗温抗盐的同时具有优异的携岩能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种钻井液用增粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将不饱和氨基酸脂和卤代烷烃进行季铵化反应，得到长链疏水单体；所述不饱和氨基酸脂为甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、2-甲基-2-丙烯酸-3-(二甲氨基)丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨乙酯中的至少一种；所述卤代烷烃为1-氯十二烷、1-氯十三烷、1-氯癸烷、1-氯-9-苯基壬烷、1-氯-7-苯基庚烷、1-氯十一烷、1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十五烷中的至少一种；

将所述长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸基单体、表面活性剂、去离子水、pH调节剂和引发剂进行聚合反应，得到所述钻井液用增粘剂；

制备所述钻井液用增粘剂所用到的原料的重量份数如下：所述长链疏水单体3~8份，丙烯酰胺150~180份，丙烯酸40~70份，磺酸基单体5~20份，表面活性剂0.1~0.5份，去离子水667~771份，pH调节剂31~55份，引发剂0.005~1份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述长链疏水单体的制备方法包括：在所述不饱和氨基酸脂加入至去离子水进行混匀，然后再加入所述卤代烷烃进行季铵化反应，待反应结束后加入乙酸，得到所述长链疏水单体。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

所述反应的温度为40~45℃；

在加入所述卤代烷烃后，所述反应的时间为5~7h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

制备所述长链疏水单体所用到的原料的重量份数如下：所述不饱和氨基酸脂120~190份，去离子水50~60份，所述卤代烷烃180~270份，所述乙酸5~10份。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸钠盐、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠中的至少一种；和/或

所述表面活性剂为四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述引发剂包括分子量调节剂和氧化还原引发剂；所述氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组成；

所述分子量调节剂和所述氧化还原引发剂的质量比为1:（2~3）；

和/或，

所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、叔丁基过氧化氢、特戊基过氧化氢中的至少一种；

所述还原剂为连二硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。

8.根据权利要求1至7中任一所述的制备方法，其特征在于：

所述得到所述钻井液用增粘剂，包括：

在反应器中加入所述长链疏水单体、丙烯酰胺、丙烯酸、所述磺酸基单体、所述表面活性剂和去离子水进行混匀，得到混合溶液，向所述混合溶液中加入所述pH调节剂，然后通入氮气，再加入所述引发剂引发聚合反应，并在反应完成后进行保温，得到所述钻井液用增粘剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

所述加入所述pH调节剂之后，所述混合溶液的pH为7~7.5；

所述引发所述聚合反应的温度为0~6℃；和/或

所述通入氮气的时间为40~60min；

所述聚合反应的时间为1.5~3h；所述保温的时间为2~4h。

10.一种钻井液用增粘剂，其特征在于，采用权利要求1至9中任一所述的制备方法制备得到。