CN114805680B - 一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂及其制备方法与应用。制备方法包括步骤:将烯类单体、阴离子单体、阳离子单体加入水中,搅拌均匀,得到水相A;向白油中加入交联单体、乳化剂和酯类单体,进行乳化,得到油相B;将水相A和油相B混合,进行乳化后,调节体系pH为6‑9,得到乳液;在氮气气氛下,加入引发剂水溶液,进行反应;反应完成后,使用丙酮进行沉淀,经过滤、洗涤、干燥,即得。本发明通过反相乳液聚合法制备得到了具有一定网络结构的水溶性抗高温聚合物增粘剂,所得增粘剂在180℃高温环境中对于水基钻井液具有优异增粘性能且无毒易生物降解,克服了现有水基钻井液聚合物增粘剂高温稳定性不足的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂及其制备方法与应用,属于石油工业的油田化学领域。
背景技术
随着我国经济发展对能源需求的持续增长,石油天然气的勘探开发开始由中浅层向深层发展。深层地层井底温度高,且普遍会钻遇盐膏层,对钻井液抗温性、抗盐性提出了越来越高要求。水基钻井液是高温地层钻井的关键技术之一,然而,在深部油藏钻探时,随着地层温度的升高,井内钻井液中的各种成分在高温条件下容易降解,严重影响钻井质量。因此,在高温条件下水基钻井液保持优异稳定性对于安全高效的油气钻探起着至关重要的作用。
高温高盐条件下,为了保持井眼清洁和安全钻进,钻井液的粘度和切力要保持在合适的范围。当粘度过低时,可以通过增大膨润土含量来提粘,但该方法会增大钻井液中的固相含量,不利于提高机械钻速和保护油气层。因此通常需要添加增粘剂来提高钻井液的粘度,改善其流变性能。增粘剂是抗高温钻井液核心处理剂之一,目前常用增粘剂种类主要为高分子聚合物类,主要的增粘机理是聚合物分子之间通过桥联作用形成网架结构来提高钻井液粘度。聚合物类增粘剂的抗温能力与其分子结构密切相关,优化聚合物的分子结构可以显著提高增粘剂的抗温能力,可通过以下方法得以实现:(1)提高聚合物的分子量;(2)分子一级结构应该选择热稳定性好的、带有C-C、C-N和C-S键为主链的单体;(3)分子二级结构要具有一定的支链型和体型结构;(4)引入特殊的分子结构例如耐水解和刚性基团的单体。
中国专利文献CN110643335A提供了一种改性植物胶增粘剂,由以下重量份组分组成:瓜尔胶7~11份、水解聚丙烯酰胺0.6~1份、硼砂1.1~1.3份、氢氧化钠水溶液0.8~1.5份、环氧乙烷1.2~1.5份和聚氨酯6~6.5份。改性植物胶增粘剂虽然具有较好的粘度和一定的环保性能,但是在油田应用中,其抗温性能有限,一般达不到钻井施工现场的抗温要求,因此不能将其广泛应用。
中国专利文献CN111662690A提供了一种增粘剂,该增粘剂包括以下质量份原料:丙烯酰胺26~32份,丙烯酸钠8~10份,黄原胶25~34份,聚阴离子纤维素31~37份,乳化稳定剂8~16份,引发剂1~3份,水60~120份。此种增粘剂抗温增粘效果显著,但在抗盐性能测试方面并不全面,抗盐性能有限难以广泛应用。
中国专利文献CN113583191A提供了一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括:1)将乳化剂、酯类单体共溶于水中,充分剪切乳化,得乳液A;2)将烯类单体、醚类单体和交联剂单体混合,以低速搅拌混合均匀,得水相B;3)将乳液A与水相B混合,搅拌乳化后,调节pH值至6-9,得混合反应液;4)于惰性氛围、保温60-80℃的环境下,将引发剂加入到所述混合反应液中,低速搅拌反应,反应结束即得聚合物增粘剂,但是该增粘剂合成产物为乳状液,性能不稳定、静止易分层,不能直接大范围应用在油田中。
目前,水基钻井液用增粘剂存在以下缺点:(1)抗高温能力不足,目前常用的增粘剂在高温条件下会发生高温降解,增粘性能会显著降低;(2)抗盐能力的不足,在高盐条件下增粘性能降低;(3)环保性能不足,随着油田对于环保要求的提高,因此对于各种处理剂的环保性能也越来越高。
因此,开发一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂及其制备方法与应用。本发明使用不同的含烯基单体为主要原料,通过反相乳液聚合法制备得到了具有一定网络结构的水溶性抗高温聚合物增粘剂,所得增粘剂在180℃高温环境中对于水基钻井液具有优异增粘性能且无毒易生物降解,克服了现有水基钻井液聚合物增粘剂高温稳定性不足的缺点。
本发明的技术方案如下:
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)将烯类单体、阴离子单体、阳离子单体加入水中,搅拌均匀,得到水相A;
(2)向白油中加入交联单体、乳化剂和酯类单体,进行乳化,得到油相B;
(3)将水相A和油相B混合,进行乳化后,调节体系pH为6-9,得到乳液;在氮气气氛下,加入引发剂水溶液,进行反应;反应完成后,使用丙酮进行沉淀,经过滤、洗涤、干燥,即得到水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述烯类单体为丙烯酰胺、丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺;所述烯类单体的质量与水的体积之比为1-15g:100mL,进一步优选为5-10g:100mL。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述阴离子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、2-丙烯酰氧-2-甲基丙磺酸(MAOPS)、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠中的一种或两种以上的组合;所述阴离子单体与烯类单体的质量比为1.5-5:1,进一步优选为3-4:1。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵中的一种或两种以上的组合;所述阳离子单体与烯类单体的质量比为0.1-1:1,进一步优选为0.3-0.6:1。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述搅拌的速率为200-400r/min,所述搅拌的时间为10-30min。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、三烯丙基胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯或N-羟甲基丙烯酰胺;所述交联单体与白油的体积之比为0.05-0.5g:100mL,进一步优选为0.1-0.2g:100mL。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述乳化剂为Span80、Tween80或OP-10;所述乳化剂的质量与白油的体积之比为0.5-2g:100mL,进一步优选为1-1.5g:100mL。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述酯类单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯或三烯丙基异氰脲酸酯;所述酯类单体的质量与白油的体积之比为1-10g:100mL,进一步优选为2-5g:100mL。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述乳化为使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化5-20min。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述油相B中的酯类单体与水相A中的烯类单体的质量比为0.1-1.5:1,进一步优选为0.4-0.9:1。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述乳化为使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化15-20min。
根据本发明优选的,步骤(3)中,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系pH为6-9。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或叔丁基过氧化氢;所述引发剂水溶液的质量分数为0.5-1%;所述引发剂的加入质量为烯类单体、抗温单体、阳离子单体总质量的0.1-1%。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述反应的温度为40-60℃;所述反应的时间为4-6h。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述丙酮的加入体积与反应液的体积之比为1-3:1。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述洗涤为使用乙醇与水的混合溶剂洗涤3-5次,混合溶剂中乙醇与水的体积比为1.5-2.5:1;所述干燥为在80-90℃下干燥16-24h。
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂,采用上述制备方法制备得到。
根据本发明,上述水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂在水基钻井液中的应用;优选的,在水基钻井液中的加入量为5-10g/L。
本发明的技术特点及有益效果如下:
1、本发明的增粘剂抗温抗盐能力优异,在180℃高温、15%盐加量条件下仍具有稳定性能。本发明合成的增粘剂分子结构中含有碳碳长链、双键结构、磺酸基团和胺基,在磺酸基协同作用下使得长链结构稳定伸展,可以增加增粘剂热稳定性和刚性,以抵抗共聚物在高温高盐条件下的水解,提高增粘剂的耐温耐盐能力。尤其是所用烯类单体为N,N-二甲基丙烯酰胺时,所得增粘剂的长链上的叔胺基在两个甲基保护下有效的增大共聚物的空间位阻,抗温抗盐性能更加优异。
2、本发明的增粘剂的合成过程中引入了特定种类的酯类单体,极性疏水链会使增粘剂大分子链成伸展状态,疏水基团使得产物分子间的疏水缔合作用增强,使得大分子链物理交联形成具有一定强度的空间网状结构,可以使增粘剂有较强的增粘能力,同时疏水基团也可以增加增粘剂的热稳定性,可耐200℃高温;而且所用酯类单体的疏水链不宜过多和过长,随着疏水基中的碳原子数目的增加其溶度和CMC相应减小,易形成球状胶束,同时胶束粒子的回旋半径增大,疏水单体易发生过度自聚,聚合反应不完全的同时产物容易油水分离,降低产物的性能,甚至导致聚合实验失败得不到目标产物。
3、本发明的增粘剂合成过程中使用特定种类以及特定量的交联剂,其可以使不同烯基单体发生轻度交联,一方面可以增加分子链聚合度,另一方面通过疏水基团的引入增加分子结构强度提高增粘剂抗温耐盐性能;同时保证增粘剂不发生过度交联,从而降低性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂、材料和设备,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例中所用白油为5#白油。
实施例1
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)向250mL烧杯中依次加入5g N,N-二甲基丙烯酰胺、17g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和100mL水,使用磁力搅拌器在300r/min搅拌速度下搅拌20min,制得水相A。
(2)向250mL烧杯中加入0.1g N-羟甲基丙烯酰胺、1g乳化剂Tween80和100mL白油,随后,称取4.25g丙烯酸丁酯加入到烧杯中,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化20min,制得油相B。
(3)将步骤(1)所得水相A和步骤(2)所得油相B混合,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下继续乳化15min后,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系的pH到7,最后转移到反应装置,在水浴锅中加热至50℃;在氮气环境中,加入12.5g质量分数1%的过硫酸铵水溶液,在50℃下反应4小时,反应过程中搅拌速度为300r/min;反应完成后,向反应液中加入300mL丙酮进行沉淀,之后过滤,将所得固体使用乙醇与水的混合溶剂(乙醇:水=2:1,v/v)洗涤3次,之后在80℃下干燥16h,即得到水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂。
实施例2
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)向250mL烧杯中依次加入10g N,N-二甲基丙烯酰胺、17g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和100mL水,使用磁力搅拌器在300r/min搅拌速度下搅拌20min,制得水相A。
(2)向250mL烧杯中加入0.1g N-羟甲基丙烯酰胺、1g乳化剂Tween80和100mL白油,随后,称取4.25g丙烯酸丁酯加入到烧杯中,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化20min,制得油相B。
(3)将步骤(1)所得水相A和步骤(2)所得油相B混合,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下继续乳化15min后,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系的pH到7,最后转移到反应装置,在水浴锅中加热至50℃;在氮气环境中,加入12.5g质量分数1%的过硫酸铵水溶液,在50℃下反应4小时,反应过程中搅拌速度为300r/min;反应完成后,向反应液中加入300mL丙酮进行沉淀,之后过滤,将所得固体使用乙醇与水的混合溶剂(乙醇:水=2:1,v/v)洗涤3次,之后在80℃下干燥16h,即得到水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂。
实施例3
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)向250mL烧杯中依次加入5g丙烯酰胺、22g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和100mL水,使用磁力搅拌器在300r/min搅拌速度下搅拌20min,制得水相A。
(2)向250mL烧杯中加入0.1g N-羟甲基丙烯酰胺、1g乳化剂Tween80和100mL白油,随后,称取4.25g丙烯酸丁酯加入到烧杯中,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化20min,制得油相B。
(3)将步骤(1)所得水相A和步骤(2)所得油相B混合,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下继续乳化15min后,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系的pH到7,最后转移到反应装置,在水浴锅中加热至50℃;在氮气环境中,加入12.5g质量分数1%的过硫酸铵水溶液,在50℃下反应4小时,反应过程中搅拌速度为300r/min;反应完成后,向反应液中加入300mL丙酮进行沉淀,之后过滤,将所得固体使用乙醇与水的混合溶剂(乙醇:水=2:1,v/v)洗涤3次,之后在80℃下干燥16h,即得到水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂。
实施例4
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中丙烯酸丁酯加量为2.25g。
实施例5
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中将丙烯酸丁酯改为甲基丙烯酸乙酯。
实施例6
一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中将丙烯酸丁酯改为三烯丙基异氰脲酸酯。
对比例1
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中将Tween80替换为1g乳化剂OS。
对比例2
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(3)中在80℃下进行。
对比例3
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(3)中将体系pH调为11。
对比例4
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加丙烯酸丁酯。
对比例5
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加N-羟甲基丙烯酰胺。
对比例6
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中加入1.2g N-羟甲基丙烯酰胺。
对比例7
一种水基钻井液用环保型增粘剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(1)中N,N-二甲基丙烯酰胺为30g,不加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。
对比例8
一种水基钻井液用环保型增粘剂,其所用单体配比以及交联剂加量与实施例1相同,但是不使用反相乳液聚合法。所采取的技术方案是:
(1)向250mL烧杯中依次加入100mL水、5g N,N-二甲基丙烯酰胺、17g 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、3g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和0.1g N-羟甲基丙烯酰胺,使用搅拌器在300r/min搅拌速度下分散溶解15min后,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系的pH到7;
(2)称取4.25g丙烯酸丁酯和1g乳化剂Tween80加入到(1)的烧杯中,使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下继续剪切乳化20min;
(3)将反应液转移到反应装置中,在水浴锅中加热至50℃;在氮气环境中,加入12.5g质量分数1%的过硫酸铵水溶液,在50℃下反应4小时,反应过程中搅拌速度为300r/min;反应完成后,向反应液中加入300mL丙酮进行沉淀,之后过滤,将所得固体使用乙醇与水的混合溶剂(乙醇:水=2:1,v/v)洗涤3次,之后在80℃下干燥16h,得到水基钻井液用环保型增粘剂。
试验例
对实施例以及对比例制备的增粘剂剂进行如下性能评价:
(1)增粘剂剂对钻井液流变参数和常温常压滤失量的影响
基浆的配制:在400mL蒸馏水中边搅拌边缓慢加入16g膨润土,然后在室温条件下老化24h,配制成膨润土基浆。
钻井液样品配制:分别向400mL基浆中加入2g实施例和对比例制备的增粘剂,在5000r/min条件下搅拌20min,得到钻井液样品。
性能测试:根据美国石油协会(API)标准(API RP 13B-1,2009)测试所配制的钻井液的流变参数(表观粘度AV、塑性粘度PV和动切力YP)和常温常压滤失量。
钻井液老化处理:利用滚子加热炉,对钻井液样品进行老化处理,处理温度为180℃,时间为16h。
老化后性能测试:老化完成后冷却至室温后,在5000r/min条件下搅拌30min,根据美国石油协会(API)标准(API RP 13B-1,2009)测试所配制的钻井液的流变参数(表观粘度AV、塑性粘度PV和动切力YP)和常温常压滤失量,老化前后流变及滤失实验结果见表1所示。
表1
表1记录了老化前后基浆、加入实施例和对比例制备的增粘剂钻井液样品流变参数和常温常压滤失量的变化。由表1可以看出和基浆相比,老化前后加入实施例制备的增粘剂钻井液样品表观粘度、塑性粘度和动切力都显著增加,经过180℃老化后流变参数变化小范围浮动;老化前后加入对比例制备的增粘剂钻井液样品表观粘度、塑性粘度和动切力的变化小于实施例;老化前后加入实施例制备的增粘剂钻井液样品的常温中压滤失量显著减小。其中,加入实施例1增粘剂钻井液样品滤失量最小,老化前常温中压滤失9.5mL,老化后常温中压滤失仅为17.2mL,性能最为优异。
(2)增粘剂对加入15%NaCl的基浆老化前后流变性和常温常压滤失量的影响
在钻井液样品的配制步骤中取400mL基浆,分别加入2g实施例和对比例产品,随后加入15%NaCl(60g NaCl),在5000r/min条件下搅拌20min,其余操作方法与(1)中一致,实验结果如表2所示。
表2
表2记录了老化前后基浆、加入实施例、对比例制备的增粘剂和15%NaCl钻井液样品流变参数和常温中压滤失量的变化,由表2可以看出,相比于表1中的实验结果,加盐后钻井液样品的流变参数和滤失量都发生不同程度的减小,这是由于体系中加盐会严重压缩膨润土的扩散双电层,致使体系中出现一定的聚结和分层现象;15%NaCl的加量,对于实施例流变参数和滤失量的变化影响较小,其中性能最优异的是实施例1制备的增粘剂。
(3)环保性能测试
配制质量浓度为2wt%的增粘剂水溶液,通过发光细菌法测试增粘剂的生物毒性,以发光细菌的发光能力减弱一半时待评价物质的浓度EC50为评价指标,EC50值越大,说明待评价物质的毒性越低。测试仪器为LUMIStox300型生物毒性测试仪,测试浓度为2%。采用化学需氧量(CODCr)测试仪和生物需氧量(BOD5)测试仪测试样品的化学需氧量和生物需氧量,并计算BOD5/CODCr的比值。BOD5/CODCr值越大,说明评价物质的生物降解性越好。测试仪器为哈希DR1010 COD快速测定仪和青岛绿宇环保科技有限公司LY-05型BOD自动快速测定仪。其结果如表3所示。
表3
实施例 | EC50/ppm | 毒性等级 | BOD5/CODCr | 降解性 |
实施例1 | 49334 | 无毒 | 32.50% | 易降解 |
实施例2 | 47366 | 无毒 | 30.12% | 易降解 |
实施例3 | 43362 | 无毒 | 28.63% | 易降解 |
实施例4 | 44554 | 无毒 | 29.34% | 易降解 |
实施例5 | 42125 | 无毒 | 27.65% | 易降解 |
实施例6 | 39766 | 无毒 | 25.48% | 易降解 |
各实施例产品EC50>30000ppm,BOD5/CODCr大于25%,表明其无毒易生物降解,环保性能良好。
综上可以看出,本发明水基钻井液用抗高温增粘剂具有显著的优点。优点1:抗温抗盐能力优异,在180℃高温、15%盐加量条件下仍具有稳定性能;优点2:具有一定的降滤失能力,且环保性能良好,EC50>30000ppm,BOD5/CODCr大于25%,表明其无毒易生物降解;优点3:在合成过程中引入了疏水酯类单体,疏水链在提高分子的热稳定性的同时会使增粘剂的大分子链成伸展状态,在分子间的疏水缔合作用使大分子链物理交联形成具有一定强度的空间网状结构,可以使增粘剂有很较强增粘能力;优点4:合成过程中添加少量交联剂,可以促进不同单体之间在聚合过程中同时发生轻度交联,一方面可以增加分子链聚合度,另一方面可以增加分子间结构强度来提高合成分子的抗温性能。
Claims (10)
1.一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,包括步骤如下:
(1)将烯类单体、阴离子单体、阳离子单体加入水中,搅拌均匀,得到水相A;所述烯类单体为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺;所述烯类单体的质量与水的体积之比为1-15g:100mL;所述阴离子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰氧-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠中的一种或两种以上的组合;所述阴离子单体与烯类单体的质量比为1.5-5:1;所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或两种的组合;所述阳离子单体与烯类单体的质量比为0.1-1:1;
(2)向白油中加入交联单体、乳化剂和酯类单体,进行乳化,得到油相B;所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、三烯丙基胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯或N-羟甲基丙烯酰胺;所述交联单体与白油的体积之比为0.05-0.5g:100mL;所述乳化剂为Span80、Tween80或OP-10;所述乳化剂的质量与白油的体积之比为0.5-2.0g:100mL;所述酯类单体为丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸乙酯;所述酯类单体的质量与白油的体积之比为1-10g:100mL;
(3)将水相A和油相B混合,进行乳化后,调节体系pH为6-9,得到乳液;在氮气气氛下,加入引发剂水溶液,进行反应;反应完成后,使用丙酮进行沉淀,经过滤、洗涤、干燥,即得到水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂;所述油相B中的酯类单体与水相A中的烯类单体的质量比为0.1-1.5:1;所述反应的温度为40-60℃;所述反应的时间为4-6h。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述烯类单体的质量与水的体积之比为5-10g:100mL。
3.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述阴离子单体与烯类单体的质量比为3-4:1。
4.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述阳离子单体与烯类单体的质量比为0.3-0.6:1;
步骤(1)中所述搅拌的速率为200-400r/min,所述搅拌的时间为10-30min。
5.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述交联单体与白油的体积之比为0.1-0.2g:100mL;所述乳化剂的质量与白油的体积之比为1-1.5g:100mL。
6.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述酯类单体的质量与白油的体积之比为2-5g:100mL;
步骤(2)中所述乳化为使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化5-20min。
7.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述油相B中的酯类单体与水相A中的烯类单体的质量比为0.4-0.9:1;所述乳化为使用剪切乳化机在2000r/min搅拌速度下剪切乳化15-20min;
步骤(3)中,使用质量分数为40%的NaOH溶液调节体系pH为6-9。
8.根据权利要求1所述的水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或叔丁基过氧化氢;所述引发剂水溶液的质量分数为0.5-1%;
所述丙酮的加入体积与反应液的体积之比为1-3:1;所述洗涤为使用乙醇与水的混合溶剂洗涤3-5次,混合溶剂中乙醇与水的体积比为1.5-2.5:1;所述干燥为在80-90℃下干燥16-24h。
9.一种水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂,采用权利要求1所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述水基钻井液用环保型抗高温抗盐增粘剂在水基钻井液中的应用;在水基钻井液中的加入量为5-10g/L。
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