[发明专利]适用于油基钻井液降粘的双嵌段共聚物及其制备方法和应用以及油基钻井液和应用

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业的钻井领域，具体地，涉及一种适用于油基钻井液降粘的双嵌段共聚物及其制备方法和应用以及油基钻井液和应用。

背景技术

随着勘探领域的扩大和勘探深度的发展，钻高温高压地层已经成为油气钻探作业的常态。高温高压就意味着高风险、高成本，同时对钻井操作、设备和钻井液的性能的要求也越高。

在钻探高温高压地层时，对所用钻井液的抗高温性能和密度都有很高的要求。为保证钻井液的抗高温性能，一般会选择抗高温能力好的油基钻井液作为高温高压井的钻井工作液。但即使是性能优良的油基钻井液，随着密度的增加，也不可避免地会导致体系固相含量增加，然后一方面固-固、固-液摩擦增大导致钻井液体系塑性粘度增加，另一方面为了悬浮高固相含量不致沉降，势必会通过加入提切剂等来增强钻井液体系的切力，而目前常用钻井液提切剂在增加切力的同时也会增大体系的表观粘度和塑性粘度。而过大的表观粘度和塑性粘度会导致：(1)机械钻速降低、延长钻井周期；(2)循环压耗增加、钻井泵负荷增加；(3)循环当量密度增加，易诱发井漏、压差卡钻等井下复杂情况，最终增加了钻井作业的成本和难度。

因此，对于高密度钻井液通常会加入降粘剂，在保证适当切力的情况下，大幅度降低体系的表观粘度和塑性粘度，加快钻进速度、降低钻井难度，节约钻井成本，防止井下事故，保证钻井作业安全、高效地进行。

目前水基钻井液降粘剂种类繁多且应用广泛，而油基钻井液由于长期以来公认地流变性能好、粘度低且易控制等特点，一直鲜有针对油基钻井液降粘剂的研究和产品。但是随着高温高压井对钻井液的抗温性能和密度要求越来越高，油基钻井液即使是无土相油基钻井液，在密度2g/cm³以上时其表观粘度和塑性粘度也会大大地超出合理范围，难以控制，且通常适用温度也不超过150℃。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的油基钻井液降粘剂难以适用于高密度油基钻井液的降粘且抗温性能不理想的缺陷，提供一种能够适用于高密度油基钻井液降粘且具有良好抗温性能的适用于油基钻井液降粘的双嵌段共聚物及其制备方法和应用以及油基钻井液和应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种双嵌段共聚物，该共聚物主要由嵌段A和嵌段B构成，其中，嵌段A由选自式(1)所示的结构单元构成，嵌段B由选自式(2)所示的结构单元构成，所述嵌段A的数均分子量为1500-10000，

式(1)式(2)

其中，R¹、R^1'、R⁴、R^4'和R⁶各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R²和R^2'各自独立地选自H、C1-C6的烷基、-O-C(O)-R³和-COOR³，且R²和R^2'中至少有一个选自-O-C(O)-R³或-COOR³，R³选自C1-C6的烷基；R⁵选自C1-C8的亚烷基；X选自-NH-或-O-。

本发明还提供了一种双嵌段共聚物的制备方法，该方法包括：

(1)在链转移剂和第一偶氮引发剂存在下，在第一有机溶剂中，制备将式(1')所示的化合物进行聚合反应，得到数均分子量为1500-10000的聚合物A；

(2)在第二偶氮引发剂存在下，在第二有机溶剂中，将聚合物A与式(2')所示的化合物进行共聚合反应；

式(1')式(2')

其中，R¹、R^1'、R⁴、R^4'和R⁶各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R²和R^2'各自独立地选自H、C1-C6的烷基、-O-C(O)-R³和-COOR³，且R²和R^2'中至少有一个选自-O-C(O)-R³或-COOR³，R³选自C1-C6的烷基；R⁵选自C1-C8的亚烷基；X选自-NH-或-O-；X'选自卤素。

本发明还提供了由上述方法制得双嵌段共聚物。

本发明还提供了上述双嵌段共聚物在钻井液中作为降粘剂的应用。