[发明专利]钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用降滤失剂，属于石油钻井助剂，特别是一种钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂。本发明还涉及所述钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂的制备方法。

背景技术

近年来，国家对环境的保护力度逐渐增大，对企业生产过程中产生的废气、废水、废渣、粉尘以及噪声等对环境造成污染和危害的因素加大了控制；同时鼓励企业应当优先使用清洁能源，采用资源利用率高、污染物排放量少的工艺、设备以及废弃物综合利用技术和污染物无害化处理技术，减少污染物的产生。目前，市场上钻井液用的降滤失剂产品绝大部分为经高温干燥后再粉碎而成的粉剂。

发明人检索到以下相关专利文献：CN102276773A公开了一种钻井液用双聚铵盐，在水解聚丙烯腈铵盐的基础上加入丙烯酰铵、丙烯酸铵单体低温常压进行接枝聚合反应，采用过硫酸铵、偏重亚硫酸钠作为引发剂，得到液体多元共聚铵盐，喷雾干燥制成粉剂。CN102757772A公开了一种钻井液用抗超高温抗盐降滤失剂制备方法，它使用腈纶废丝、AMPS聚合物、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钙、聚丙烯酰胺、HF-342、HY-508、交联剂密封反应，然后干燥粉碎得成品。以上这两种技术只是单一的聚合或交联，没有形成统一的生产工艺。且第一个的水解反应的压力值较大，不易实现。CN103013456A公开了一种钻井液用抗高温降粘降滤失剂及其制备方法。原料的组成为：腈纶废丝，碱，无机酸、过氧化氢，褐煤，磺化剂，甲醛，硫酸亚铁，水。腈纶废丝与部分碱加入水中，85-95℃反应；降温到80-85℃加入无机酸和过氧化氢，升温至85-95℃反应1-3h；再加余量的碱和褐煤、磺化剂、甲醛，在85-95℃下反应1-3h；降温至60-80℃，加硫酸亚铁，反应10-30min，将产物取出，烘干、粉碎，即得。

以上这些技术对于如何使钻井液用降滤失剂做到能充分降低钻井液滤失量，避免钻井复杂事故，提高钻井质量与效率，并未给出具体的指导方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂，它的性能良好，能够降低钻井液滤失量，避免或减少钻井复杂事故的发生，提高钻井质量与效率，并能达到市场上使用范围最广的复合铵盐的技术要求。

为此，本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种上述钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂(或者说是钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物)，其技术方案在于它是由下述质量配比(即质量份数、重量份数)的原料制成的：

所述的废旧腈纶、催化剂、水的质量之和为100份，丙烯酸和丙烯酰胺的质量之比为3:2，所述的催化剂为氯化锌或氯化铝或氯化铁，所述的引发剂为氧化还原引发剂。

所述的钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂的制备方法包括以下步骤：①废旧腈纶的催化水解：按上述重量配比将催化剂、废旧腈纶、水放入反应釜中，加温至140～142℃，加压至2～2.2MPa，进行5～5.5小时高温高压水解制得腈纶水解产物腈纶胶体即水解聚丙烯腈；②丙烯酸和丙烯酰胺的共聚：按上述重量配比将一定量的引发剂、丙烯酸和丙烯酰胺放入另一反应釜中进行共聚，得到丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物P(AA-AM)，此步骤为常规技术；③水解聚丙烯腈与P(AA-AM)的共聚：将腈纶水解产物、P(AA-AM)、一定量的引发剂放入反应釜中，反应温度为90～95℃，反应时间为2.5～3.5小时，得到共聚产物，步骤②中引发剂的用量与步骤③中引发剂的用量之比为1:1～1.2；④高分子金属络合物的生成：将步骤③中制得的水解聚丙烯腈与P(AA-AM)的共聚物与金属络合剂放入反应釜中，反应温度为65～73℃，反应时间为0.4～0.7小时，之后将反应物冷却至室温，得到的最终产物为钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂。

上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的氧化还原引发剂中，氧化剂是过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢的一种；还原剂是亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、氯化亚铁中的一种；氧化剂的用量与还原剂的用量之比为1:0.8～1。上述的金属络合剂为氯化铁。

上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂是由下述重量配比的原料制成的：