[发明专利]一种抗高温降滤失剂及其制备方法

说明书

本发明属于钻井液助剂技术领域，提供了一种抗高温降滤失剂及其制备方法。本发明的抗高温降滤失剂的制备原料苯乙烯磺酸钠单体，可使降滤失剂分子带有刚性大侧基，其空间位阻大，在高温条件下，可降低分子柔性，进而降低分子热运动，最终提高降滤失剂的抗高温性能。相比γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ‑(丙烯酰胺基)丙基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂，本发明的乙烯基三甲氧基硅烷成本低，可降低抗高温降滤失剂的制备成本。此外，本发明的乙烯基三甲氧基硅烷通过碳碳键和降滤失剂主链连接，避免了其他硅烷偶联剂与降滤失剂主链之间的酰胺基团高温易分解的缺陷，提高了降滤失剂的抗高温性能。

技术领域

本发明涉及钻井液助剂技术领域，尤其涉及一种抗高温降滤失剂及其制备方法。

背景技术

随着高温深井、复杂井油气资源的逐步开发，对钻井液技术提出了挑战。钻井液在高温下性能会恶化，比如粘度降低、造壁性能变差和滤失量增加，而钻井液上述性能的恶化，易造成钻井安全事故。钻井液用降滤失剂对钻井液的造壁性能和滤失量影响甚大，尤其在高温条件下。因此，降滤失剂抗高温性能对钻井液性能起到举足轻重的作用。

现有技术中，聚合物降滤失剂主链通过C-C，C-N，C-S等键能较高的化学键来连接功能侧链，使功能侧链与聚合物碳碳主链间连接牢固。聚合物降滤失剂中含有大量的吸附基团，吸附基团可以通过氢键作用或静电力作用吸附在黏土颗粒表面，增强了黏土颗粒的电负性以及空间斥力，提高了黏土颗粒的稳定性；同时，吸附在黏土颗粒表面的大量聚合物降滤失剂使黏土颗粒富有弹性易于变形，堵塞能力增强，能够很好的填充失水通道，降低泥饼渗透率。但是，聚合物降滤失剂与黏土颗粒之间作用力(作用力包括氢键、静电引力作用)较小，在高温条件下易脱附。

现有技术(罗霄等，抗温耐盐有机硅降滤失剂制备与性能研究，化工新型材料，2017年第8期：122-124)以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷作为改性剂，合成了含有酯基的有机硅共聚物降滤失剂(PKANS)，但酯基稳定性易受高温的影响，并不具备抗高温性能。现有技术(褚奇，抗高温有机硅降滤失剂的合成与作用机理研究，精细石油化工，2012，29(3)：35-39)以及公开号为CN102174314A的中国专利均以γ-(丙烯酰胺基)丙基三乙氧基硅烷作为改性剂，合成了有机硅降滤失剂，可抗200℃高温；但γ-(丙烯酰胺基)丙基三乙氧基硅烷对比常见硅烷偶联剂成本高。

因此，提供一种成本低，且抗高温的降滤失剂为一大挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗高温降滤失剂及其制备方法。本发明提供的抗高温降滤失剂成本低，且具有优异的抗高温性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗高温降滤失剂，包括以下重量份数的制备原料：

丙烯酰胺10～20份，苯乙烯磺酸钠10～20份，丙烯酸10～20份，乙烯基三甲氧基硅烷2.0～3.0份和引发剂0.1～0.2份。

优选地，所述引发剂包括过氧化苯甲酰和/或过硫酸铵。

优选地，所述制备原料还包括溶剂；所述溶剂包括水。

本发明还提供了上述技术方案所述的抗高温降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：

将丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠和丙烯酸溶解，得到单体溶液；

将所述单体溶液、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂混合，进行自由基聚合反应，得到所述抗高温降滤失剂。

优选地，所述单体溶液的pH值为7～8。

优选地，所述单体溶液、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂混合包括：将乙烯基三甲氧基硅烷滴加到所述单体溶液中，所述乙烯基三甲氧基硅烷滴加完毕后，加入引发剂。

优选地，所述乙烯基三甲氧基硅烷滴加的速度为0.3～0.5g/min。