[发明专利]一种水基钻井液用阳离子包被剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基钻井液用阳离子包被剂及其制备方法。

背景技术

包被剂作为水基钻井液的一个重要组成部分已经得到了广泛应用，其作用是在页岩和钻屑表面形成保护膜，包被并抑制钻屑水化分散，避免钻屑膨胀增稠，防止相互粘结而增加过筛阻力。目前，水基钻井液体系中使用一种高分子量(＞300万)阴离子聚合物包被剂来包被钻井过程中产生的钻屑，防止钻屑的水化分散。但高分子聚合物由于分子量大会造成体系粘度升高，另一方面容易导致絮凝现象，使得泥浆筛失量增大，性能不稳定。针对这一问题现场也使用过＜50万的低分子量包被剂，如国外麦克巴公司的ULTRACAP产品，价格昂贵且用量大，造成钻井液成本较高。

因此为了降低钻井液成本，稳定水泥浆体系，需要一种分子量适中且成本低的包被剂产品。

发明概述

本发明的目的是提供一种水基钻井液用阳离子包被剂。

本发明的另一个目的是提供一种水基钻井液用阳离子包被剂的制备方法。

本发明的又一个目的是提供一种水基钻井液用阳离子包被剂用于深水水基钻井液体系中的用途。

本发明所述的水基钻井液用阳离子包被剂，其是由以下方法制备而成：

1)将10-50重量份的单体溶液与50-90重量份的油相混合，再加入0.001-0.1重量份的引发剂，在氮气保护下，在50℃-70℃的温度下进行反相悬浮聚合；其中所述单体溶液由25-60重量份的第一单体、10-20重量份的第二单体、0.001-0.1重量份的分子量调节剂以及20-50重量份的蒸馏水混合而成，所述第一单体选自丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺，所述的第二单体选自二烯丙基二甲基氯化铵，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述的分子量调节剂选自甲硫醇，乙硫醇，十二烷基硫醇和2-巯基乙醇；其中所述油相是0.2-5重量份的分散剂和95-120重量份的环己烷混合溶解而成。

2)在0.01MPa-0.05MPa的真空度和50℃-65℃的温度下，对步骤1)的聚合产物进行共沸除水，过滤、干燥即得。

所述单体溶液由25-60重量份，优选30-40重量份的丙烯酰胺、10-20重量份，优选13-15重量份的二烯丙基二甲基氯化铵、0.001-0.1重量份，优选0.02-0.04重量份的十二烷基硫醇，以及20-50重量份，优选25-30重量份的蒸馏水混合而成。

所述单体溶液由25-60重量份，优选30-40重量份的丙烯酰胺、10-20重量份，优选13-15重量份的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.001-0.1重量份，优选0.02-0.04重量份的十二烷基硫醇，以及20-50重量份，优选25-30重量份的蒸馏水混合而成。

)所述单体溶液由25-60重量份，优选30-40重量份的丙烯酰胺、10-20重量份，优选13-15重量份的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.001-0.1重量份，优选0.02-0.04重量份的十二烷基硫醇，以及20-50重量份，优选25-30重量份的蒸馏水混合而成。

所述分散剂选自失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸脂、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯氢化蓖麻油酯、大豆卵磷酯、十八醇磷酯、聚氧乙烯壬基酚醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八烷基三甲基溴化铵和双十六烷基三甲基溴化铵。

所述引发剂是自由基引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠。

本发明的制备水基钻井液用阳离子包被剂的方法包括下述步骤：

1)将10-50重量份的单体溶液与50-90重量份的油相混合，再加入0.001-0.1重量份的引发剂，在氮气保护下，在65℃-70℃的温度下反相悬浮聚合半小时；

其中所述单体溶液由25-60重量份的第一单体、10-20重量份的第二单体、0.001-0.1重量份的分子量调节剂以及20-50重量份的蒸馏水混合而成，所述第一单体选自丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺，所述的第二单体选自二烯丙基二甲基氯化铵，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述的调节剂选自甲硫醇、乙硫醇、十二烷基硫醇和2-巯基乙醇；