[发明专利]一种钻井液用弱凝胶提黏切剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钻井液用弱凝胶提黏切剂及其制备方法，属石油钻井油田化学高分子聚合物制备方法技术领域。 

技术背景：

随着石油勘探开发向深部发展，深井和特殊工艺井越来越多，无黏土相钻井液以良好的抑制性、较好的剪切稀释性和较强的储层保护能力越来越受到人们的重视，是小井眼井、水平井等特殊工艺井安全快速钻井、储层保护的有效技术措施。提黏切剂是无黏土相钻井液用主要处理剂，是保证无黏土相钻井液高温状态下悬浮稳定性的关键。目前现场常用的提黏切剂，如黄原胶XC、羧甲基纤维素HV-CMC、羟乙基纤维素HEC等抗温能力不足，限制了该技术在高温深井及复杂井中的应用。专利CN101693825A公布了钻井液或完井液用凝胶型提切剂及其制备方法，主要是将常规的生物聚合物、纤维素改性物及抗高温氧化剂等通过活化改性，提高其抗温性能，制备工艺复杂且抗温为160℃。专利CN102775970A公布了一种弱凝胶合成基钻井液及其制备方法，公布了弱凝胶合成基钻井液体系组成，简述了提切剂是由有机酸与有机胺在氮气的保护下经过缩聚反应形成的，制备工艺复杂，且抗温最高为150℃。 

发明内容：

本发明的目的在于解决现有无黏土相钻井液用提黏切剂抗温能力不足，且制备工艺复杂，成本高等缺点而提供了一种钻井液用弱凝胶提黏切剂，同时提供了此钻井液用弱凝胶提黏切剂的制备方法。 

本发明技术方案如下： 

一种钻井液用弱凝胶提黏切剂，其结构通式为： 

式中：R₁=CONHC（CH₃）₂或COOC（CH₃）₂；R₂=H、CH₃或CH₂CH₃；R=CH₂（CONH）₂或C₆H₄；（m+o）：（p+x）=1：（1.5～4.0）。 

一种钻井液用弱凝胶提黏切剂采取以下制备方法： 

该提黏切剂包括分散相和连续相，在乳化机的作用下将分散相加入连续相中，乳化得反相乳液，通氮气除氧，加入引发剂，于40℃～50℃下5-8h得黏稠状乳白色胶乳，即为弱凝胶提黏切剂。 

（1）分散相的制备：在反应容器中开启搅拌器，加入含磺酸基单体42-66份，有机酰胺类单体34-58份，pH调节剂控制pH值至9～10，其余为水，交联性单体0.1-0.3份； 

（2）连续相的制备：将司盘80溶于5#白油中，5#白油与水的体积比为1：1～1：1.5，相对于5#白油体积，司盘80占3.75～5.25%，吐温80或OP-10占1.25～1.75%，搅拌直至溶解； 

（3）将步骤（1）所得的分散相在搅拌下缓慢加入步骤（2）所得的连续相中，乳 化10min～20min，得到反相乳液； 

（4）将步骤（3）得到的反相乳液放入装有搅拌器、加液漏斗、通氮气管、温度计的反应容器中，通入氮气20min～30min，同时将水浴温度升至40℃～50℃，缓慢滴加引发剂，搅拌10min～20min后，停止搅拌，继续通氮气10min～20min，静置，反应5h-8h，得黏稠状乳白色胶乳，即为弱凝胶提黏切剂。 

上述含磺酸基单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或2-丙烯酰氧-2-甲基丙磺酸中的一种或两种。 

上述有机酰胺类单体为丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺中的一种或两种。 

上述引发剂是氧化-还原引发剂，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵中一种，还原剂是亚硫酸氢钠或亚硫酸钠中的一种。 

上述交联性单体为N,N-亚甲基双丙烯酰胺或二乙烯基苯中的一种。 

本发明的有益效果是： 

（1）分子结构中含有磺酸基、烷基取代丙烯酰胺等耐水解单体，与现有技术的提黏切剂相比抗温抗盐钙能力增强； 

（2）弱凝胶提黏切剂为交联聚合物微球，在高温作用下，交联网络部分展开，分子链伸展，表面溶解，能够悬浮加重材料，满足无黏土相关钻井液悬浮携砂性能要求； 

（3）采用反相乳液聚合方式，产品分散溶解速度快，作用效果好，使用方便，且制备工艺简单，操作简便。 

附图说明

图1为本发明的钻井液用弱凝胶提黏切剂的微观形态图。