一种原料组合物、钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油田钻井液技术领域，具体来讲，是涉及一种用于制备钻井液用降滤失剂的原料组合物和根据该原料组合物制得的聚合物，一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。

背景技术

钻井液中的粘土及重晶石等大量固相是导致油气层损害、造成产能降低的重要因素之一，而无固相钻井液体系可作为有效解决钻井液中固相对储层伤害的有效手段。无固相钻井液体系一般是指不含粘土和不溶固体加重材料的钻井液体系，其密度通过可溶性盐调整，体系其它性能通过加入配套处理剂实现。根据使用的可溶性盐不同，无固相体系大体可分为无机盐类无固相和有机盐类无固相钻井液两大类。无机盐主要有NaCl、CaCl

降滤失剂是无固相钻井液中关键处理剂之一，是维持整个体系滤失造壁性能的关键。无固相钻井液体系由于不含膨润土，因此滤饼完全由体系中的天然高分子或聚合物形成。分子量较大的聚合物类增粘剂分子交织形成的网状结构成为滤饼的主体，分子量相对较低的降滤失剂分子卷曲呈球状，堵塞滤饼微孔隙，使滤饼薄而细致。

现有技术中，应用于无固相钻井液体系的降滤失剂包括以改性淀粉、改性纤维素为代表的天然改性聚合物。例如，文献《新型抗高温无固相完井液的研制》于2011年3月公开了一种耐温150℃的无固相钻井液用抗高温降滤失剂，由低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和高粘聚阴离子纤维素PAC-HV复配使用为主要成分作为降滤失剂。又如，公开号为CN112521922 A的中国专利申请于2021年3月19日公开了一种无固相钻井液体系，其配方中降滤失剂为磺化褐煤。

应用于无固相钻井液体系的降滤失剂还包括以聚丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体的水溶性共聚物。例如，文献《抗高温无固相钻井液技术》于2017年5月公开了一种抗温抗盐的无固相钻井液用降滤失剂，由丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体聚合而得，体系在180℃老化后的中压滤失量为6.2mL，但没有提及抗高钙性能。

目前我国大部分油田处于中后期开发，未动用地质储量多集中在高温地层，这便对具有良好储层保护性能的无固相钻井液提出了更高的要求。尤其是新疆顺北油气田的超深、特深井，储层埋藏较深，深度一般大于7000m，井底温度可高达180℃以上，钻井液密度1.15～1.80g/cm

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。例如，本发明的目的之一在于提供一种钻井液用降滤失剂，该降滤失剂使用特定比例的单体作为原料，引入抗钙基团，能够最大程度保护分子表面的水化膜不被破坏，提高抗盐、钙性能。此外，还可以严格控制分子量在适当范围内，从而保证降滤失剂分子能够有效堵塞滤饼微孔隙，提高降滤失效果。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于制备钻井液用降滤失剂的原料组合物，包括单体A、单体B、单体C、单体D和单体E。其中，单体A选自具有式(I)所示结构的单体；

单体B选自具有式(II)所示结构的单体；

单体C选自具有式(III)所示结构的单体；

单体D选自具有式(IV)所示结构的单体；

单体E选自具有式(V)所示结构的单体，

式(I)中，R

式(II)中，R

式(III)中，R

式(IV)中，R

式(V)中，R

根据本发明，式(IV)中，R

在本发明的一些实施方式中，单体B选自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-乙基丙磺酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丁磺酸中的一种或多种；单体C选自二烯丙基二甲基氯化铵、二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二丙基氯化铵中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述原料组合物中，以重量份数计，单体A的含量为50～97.5重量份，单体B的含量为1～50重量份，单体C的含量为0.1～8重量份，单体D的含量为0.01～1重量份，单体E的含量为0.001～2重量份；

优选地，单体A的含量为50～80重量份，单体B的含量为15～45重量份，单体C的含量为1～4重量份，单体D的含量为0.1～0.7重量份，单体E的含量为0.1～0.5重量份。

本发明第二方面提供了一种采用本发明第一方面采用的原料组合物制得的聚合物，所述聚合物的粘均分子量为50万～300万，优选为100万～200万。

本发明第三方面提供了一种钻井液用降滤失剂的制备方法，包括步骤：使包含如本发明第一方面所述的原料组合物和溶剂的原料体系发生聚合反应，生成降滤失剂。

在本发明的一些实施方式中，所述溶剂为水，优选地，在所述原料体系中，所述原料组合物的质量分数为10％～50％，优选为15％～40％，更优选为20％～30％。

在本发明的一些实施方式中，在所述原料体系中，所述溶剂的质量百分含量含量为50％～90％，优选为60％～85％，更优选为70％～80％。

在本发明的一些实施方式中，所述原料体系的pH为4～12，优选为5～10，更优选为6～9，优选地，通过无机碱性物调节所述原料体系的pH，所述无机碱性物选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种，优选为氢氧化钠。

在本发明的一些实施方式中，所述原料体系中还可包括链转移剂，优选地，所述链转移剂选自甲酸钠、次磷酸钠、异丙醇、巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙醇和巯基丙酸中的一种或多种，优选为甲酸钠和异丙醇中的一种或多种，更优选为甲酸钠。其中，所述链转移剂的加入量为所述原料组合物质量的0.1％～5％，优选为1％～3％。

在本发明的一些实施方式中，所述原料体系中还包括引发剂，优选地，所述引发剂为氧化还原体类引发剂或偶氮类引发剂中的一种，优选为偶氮类引发剂。其中，所述偶氮引发剂的加入量为所述原料组合物质量的0.002％～0.3％，优选为0.01％～0.1％。其中，所述偶氮引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二咪唑啉基丙烷二盐酸盐、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)和2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种或多种，优选为2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐和偶氮二咪唑啉基丙烷二盐酸盐中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述聚合反应的条件包括：温度为-10℃～80℃，时间为1～20小时；优选地，温度为20℃～70℃，时间为2～10小时；更优选地，温度为40℃～60℃，时间为3～6小时。这里，例如，聚合反应的条件为将包含原料组合物、溶剂、链转移剂和引发剂的原料体系除氧(例如，通氮除氧)后，于40℃～60℃下反应3～6小时，反应完成。

在本发明的一些实施方式中，聚合反应结束后，还可包括将得到的产物进行造粒、干燥、粉碎和筛分。

本发明对造粒的方法和条件没有特殊限定，本领域技术人员可以根据目标产品的粒度选择合适的工艺。

本发明对干燥的方法和条件无特殊要求，优选情况下，可以采用流化床干燥法，所述流化床干燥的温度为60℃～90℃，优选为75℃～85℃；干燥时间为0.2～4小时，优选为0.5～2小时。

本发明对粉碎的方法和条件没有特殊限定，本领域技术人员可以根据目标产品的粒度选择合适的工艺。

本发明对筛分的方法和条件没有特殊限定，本领域技术人员可以根据目标产品的粒度选择合适的工艺。

在本发明的一些实施方式中，钻井液用降滤失剂的制备方法可包括步骤：

S1.提供含有所述原料组合物和所述溶剂的第一反应溶液；

S2.通过所述无机碱性物调节所述第一反应溶液的pH值，得到第二反应溶液；

S3.对所述第二反应溶液进行除氧处理，得到第三反应溶液；

S4.在所述第三反应溶液中加入所述链转移剂，得到第四反应溶液；

S5.将所述第四反应溶液加热至目标温度后，加入引发剂，引发聚合反应，得到降滤失剂。

根据本发明，步骤S1中，所述第一反应溶液中，所述原料单体的质量百分含量为15％～40％，优选为20％～30％。

根据本发明，步骤S1中，所述第一反应溶液中，所述溶剂的的质量百分含量为60％～85％，优选为70％～80％。

根据本发明，步骤S2中，所述第二反应溶液的pH值为5～10，优选为6～9。

根据本发明，步骤S2中，控制所述第二反应溶液的温度为0℃～20℃。

根据本发明，步骤S4中，所述除氧处理的方法包括向所述第三反应溶液通入惰性气体，进行充分除氧(例如，通入时间0.5～2小时)。

根据本发明，步骤S5中，所述目标温度为20℃～70℃，优选为40℃～60℃。

在本发明的一些实施方式中，钻井液用降滤失剂的制备方法可包括步骤：

(1)将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷与去离子水混合，配成原料单体的质量分数为20％～30％的溶液，控制溶液温度0℃～20℃，用无机碱性化合物调节pH至4～12(优选为6～9)，即得单体混合物溶液；

(2)将步骤(1)得到的单体混合溶液泵入聚合釜中，加入链转移剂，例如甲酸钠，通入高纯氮气除氧(通入时间为0.5～2小时)，升温至60℃，加入偶氮类引发剂，例如2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，反应1～10小时(优选为3～6小时)，得到共聚物胶块；

(3)通过造粒机将步骤(2)得到的共聚物胶块造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在40～110℃热风条件下采用流化床干燥0.2～4小时，通过粉碎筛分，即可得到降滤失剂。

本发明第四方面提供了一种采用如本发明第三方面所述的制备方法制备得到的钻井液用降滤失剂。

在本发明的一些实施方式中，所述钻井液用降滤失剂的粘均分子量为50万～300万，优选为100万～200万。例如，通过乌式粘度计法在25℃下即可测得钻井液用降滤失剂的粘均分子量。

本发明第五方面提供了一种如本发明第二方面所述的聚合物或第四方面所述的钻井液用降滤失剂在钻井液中的应用，尤其是作为降滤失剂的应用。

根据本发明，以钻井液的总质量为计算基准，所述降滤失剂的用量为5～30g/L。

例如，本发明的降滤失剂的粘均分子量为100万～200万，在1.45g/cm

与现有技术相比，本发明包括以下有益效果中的至少一种：

1)本发明的降滤失剂引入抗钙基团，最大程度保护分子表面的水化膜不被破坏，提高抗盐、钙效性能，此外，能够严格控制分子量在适当范围内，从而保证降滤失剂分子能够有效堵塞滤饼微孔隙，提高降滤失效果；

2)本发明引入超分子化学理论，能够利用甲酸盐盐水中的盐离子与降滤失剂分子链上两性离子功能基团之间的超分子诱导作用，形成可逆、稳定的三维空间网络结构，显著提升抗温、抗钙性能；

3)本发明的降滤失剂的原料引入了具有弱疏水作用的单体，能够进一步提高抗温、抗盐作用；还引入五元杂环单体，提高分子刚性，避免分子链因过度蜷缩而降低分子体积，提高封堵效果；

4)本发明的降滤失剂通过单体A、单体B、单体C、单体D和单体E聚合成五元聚合物，用于无固相钻井液降滤失剂时能取得较好的降滤失、耐温、抗钙效果。其中，单体A是五元聚合物的主体结构，能够提供五元聚合物分子链适宜的长度；具有磺酸基团的单体B能够提供较好的抗温和抗盐性能；具有弱疏水作用的结单体D能够进一步提升聚合物的抗温、抗盐钙性能；单体E具有多羧基官能团，能够通过与钙离子的螯合作用提高聚合物的抗钙性能；此外，单体A、单体B带有负电荷，单体C带有正电荷，能够通过相互间以及与盐钙离子间的静电诱导作用形成稳定的三维网架结构，显著提升抗温、抗盐钙性能；

5)本发明可使用偶氮引发体系引发具有抗温、抗钙、静电诱导、疏水、螯合作用的五种单体进行水溶液自由基聚合，再进行造粒、干燥、粉碎、筛分得到降滤失剂。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于下述说明。

实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购途径获得的常规产品。

实施例1

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A1。

实施例2

在配料釜中加入1000千克(14.1kmol)丙烯酰胺、900千克(4.34kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、80千克(0.49kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、2千克(0.02kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、2千克(0.02kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A2。

实施例3

在配料釜中加入1800千克(25.3kmol)丙烯酰胺、100千克(0.48kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20千克(0.12kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、14千克(0.14kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、10千克(0.09kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A3。

实施例4

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至7，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A4。

实施例5

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至80℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A5。

实施例6

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水。控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入100千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A6。

实施例7

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水。控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及0.2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A7。

实施例8

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水。控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应6h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A8。

实施例9

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水。搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在95℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂A9。

实施例10

实施例10基本上与实施例1相同，不同之处仅在于，采用2-丙烯酰胺基-2-乙基丙磺酸替换实施例1中的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。在其它条件一致的情况下，制得降滤失剂A10。

实施例11

实施例11基本上与实施例1相同，不同之处仅在于，采用N,N-二乙基丙烯酰胺替换实施例1中的N,N-二甲基丙烯酰胺。在其它条件一致的情况下，制得降滤失剂A11。

实施例12

实施例12基本上与实施例1相同，不同之处仅在于，采用N,N-二乙基丙烯酰胺替换实施例1中的N,N-二甲基丙烯酰胺。在其它条件一致的情况下，制得降滤失剂A12。

实施例13

实施例13基本上与实施例1相同，不同之处仅在于，采用2-甲基丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷替换实施例1中的2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷。在其它条件一致的情况下，制得降滤失剂A13。

对比例1

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、620千克(2.99kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、80千克(0.49kmol)二甲基二烯丙基氯化铵和8000千克去离子水。搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在95℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的对比例B1。

对比例2

在配料釜中加入1350千克(19.0kmol)丙烯酰胺、650千克(3.14kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和8000千克去离子水，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在95℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的对比例B2。

对比例3

采用雪佛龙菲利普斯化工有限公司(Chevron Phillips Chemical)生产的聚阴离子纤维素类降滤失剂

对比例4

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂B4。

对比例5

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、6千克(0.05kmol)2-丙烯酰氧基-1，2，3-三羧基丙烷和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂B5。

对比例6

在配料釜中加入1300千克(18.3kmol)丙烯酰胺、600千克(2.89kmol)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50千克(0.31kmol)二烯丙基二甲基氯化铵、8千克(0.08kmol)N,N-二甲基丙烯酰胺和8000千克去离子水，控制溶液温度为5℃，搅拌状态下，加入氢氧化钠调节pH至9，得到单体溶液。将单体溶液泵入聚合釜中，通高纯氮气除氧0.5h，升温至60℃，然后顺序加入60千克甲酸钠以及2千克2,2’-偶氮二异丁基脒盐酸盐，静置聚合反应4h，得到共聚物凝胶。打开聚合釜底球阀，用0.3MPa压缩空气将得到的共聚物胶块压出，通过造粒机造粒成4～6毫米的小胶粒，然后在75℃热风条件下干燥2h，通过粉碎筛分得到20～80目的降滤失剂B6。

测试例1

根据GB12005.10-92中规定的方法，采用公式M＝([η]/K)1/α来计算聚合物的粘均分子量，式中，K＝4.75×10

测量结果如表1中所示。

由表1可知，本发明的降滤失剂A1～A13的粘均分子量为108万～188万，对比例B1～B6(除去对比例B3)降滤失剂的粘均分子量为173万～456万，说明加入单体C、单体D、单体E能够使得共聚物的粘均分子量下降。

测试例2

量取350mL去离子水于高速搅拌杯中，向其中加入573g甲酸钾，制备密度1.45g/cm

量取350mL甲酸钾水溶液，搅拌下加入1.75g无水碳酸钠及3.5g碳酸氢钠，高速搅拌10min后慢速加入1.05g黄原胶，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的粉末，在25℃±3℃下密闭养护24h，得到无固相钻井液基浆。

取配制好的12份无固相钻井液基浆各350mL，分别将，搅拌下分别缓慢加入7g降滤失剂A1～A13和对比例B1～B8样品，用电动搅拌器搅拌30min后加入14g无水氯化钙，继续搅拌溶解20min，于高温滚子炉中180℃恒温滚动16h，冷却后高搅5min，测定API滤失量FL。API滤失量测定按GB/T 16783.1中的规定执行。

测量结果如表2中所示。

由表2可知，加入本发明的降滤失剂A1～A13的含钙无固相甲酸盐钻井液，180℃下高温老化后的API滤失量8.4～12.8mL，优于目前国外同类产品

当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。