本发明涉及一种钻井液用固壁剂，特别是一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，属于石油钻井助剂，该产品具有高效性与环保性。本发明还涉及所述钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法。
背景技术：
在石油天然气钻井工程中，井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井界的难题，每年因井壁失稳经济损失巨大。井壁稳定是钻井工程质量优质的保证，对于松软、易垮塌地层以及泥页岩段，稳定井壁的意义尤为重大。
常见的钻井液用液体固壁剂仅是从减轻钻井液的不稳定影响方面着手，由于不能完全抑制泥页岩的水化膨胀或阻比自由水的滤失，这些钻井液处理剂只能在一定程度上减轻井壁失稳所造成的影响，不适用于极易坍塌或造浆的地层。为了从根本上避免井壁失稳引起的缩径卡钻、井壁坍塌等工程事故，应该随钻将井壁岩石直接加固，大幅提高井壁岩石的力学稳定性，同时需要保证产品的高效性与环保性。
发明人检索到以下相关专利文献：cn102250593a公开了一种水基钻井液用防塌抑制剂，涉及防塌抑制剂及其制备方法技术领域，包括如下重量配比的组分：环氧乙烷：60-100份；环氧丙烷：95-110份；有机胺：50-60份；起始剂：10-20份；催化剂：2-5份。cn107418529a公开了一种钻井液防塌剂，它的制成方法是以衣康酸为原料，经酰氯化后再与氨气反应、旋蒸浓缩，得到浓缩液后与2-丙烯醇、烯丙基磺酸钠等反应，再加入引发剂、乳化剂反应，得到乳液，随后将木质素与高碘酸钠反应、过滤，得氧化木质素，对其进行改性后与乳液、醋酸乙烯酯均聚胶粉、表面活性剂搅拌出料。cn106701045a公开了一种高效封堵型钻井液防塌剂、生产方法及其使用方法，由慢裂型阳离子乳化沥青、抗破乳剂和软化点调节剂组成，慢裂型乳化剂、抗破乳剂、水先配成皂液并酸化，酸化的皂液和沥青通过胶体磨研磨制成慢裂型阳离子乳化沥青。cn105419748a公开了一种基于含油污泥的钻井液用封堵防塌剂及其制备方法，它的制成组分是，含油污泥30～80份；石油沥青30～80份；磺化剂30～160份；氢氧化钠溶液10～200份；轻质有机溶剂30～300份；表面活性剂1～20份；降滤失剂1～30份；惰性填充材料1～30份。cn104327807a公开了一种钻井液用无荧光防塌剂，通过阳离子化反应将正氮侧基引入了改性聚乙烯醇。虽然这些防塌剂有一定的抑制页岩能力，但是对于增强岩石间的胶结力效果不佳，且部分材料存在一定的毒性和污染性，不能保证钻井施工的质量和对环境资源的保护。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，它能抗高温，有效减低滤失量，有效增强岩石间的胶结力，提高抗破坏强度，从而稳定井壁，避免垮塌，且具有环保性，生物降解性好。
为此，本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其技术方案在于它是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂选自月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂一种或者几种以任意比例形成的组合物(即组合，或者说是混合物)；上述的偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的一种；所述的脂肪醇为市售商品天然脂肪醇(c16-18醇，十六十八脂肪醇)。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至100～130℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为100～130℃，聚合(反应)时间为1～3h(1～3小时)，反应冷却至40～50℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂进行(改性的)缩合反应，缩合反应温度为70～90℃，缩合(反应)时间为1～2h，得到缩合产物；④将上述缩合产物(即缩合反应得到的产物)降至室温，得到的(最终)产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂选自月桂醇硫酸钠、三乙醇胺油酸皂两种原料的组合，月桂醇硫酸钠与三乙醇胺油酸皂的重量之比为1∶0.5；上述的偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至110℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为110℃，聚合时间为2.5h，反应冷却至40℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和月桂醇硫酸钠、三乙醇胺油酸皂进行缩合反应，缩合反应温度为80℃，缩合时间为1h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂选自月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂三种原料的组合，月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂的重量之比为1∶0.5∶0.8；上述的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至115℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为115℃，聚合时间为2.0h，反应冷却至43℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂进行缩合反应，缩合反应温度为80℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为月桂醇硫酸钠，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至120℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为120℃，聚合时间为1.5h，反应冷却至45℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂进行缩合反应，缩合反应温度为85℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为甘胆酸钠，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异戊腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至125℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为125℃，聚合时间为1.3h，反应冷却至47℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂进行缩合反应，缩合反应温度为75℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为三乙醇胺油酸皂，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至130℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为130℃，聚合时间为1h，反应冷却至50℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂进行缩合反应，缩合反应温度为85℃，缩合时间为1.2h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物达到了良好的性能效果，参见本说明书后面的试验部分以及表1。采用本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物能抗180℃以上高温，有效减低了滤失量，增强了岩石间的胶结力，提高了抗破坏强度，从而稳定了井壁，避免了垮塌，且它还具有环保性，生物降解性好。
与已有相关的技术相比，本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，其制造成本降低了20％以上，适用于工业化大规模生产。
综上所述，本发明能抗180℃以上高温，既能有效增强井壁稳定，也能降滤失量，避免了井壁垮塌，确证了钻井工程安全。
具体实施方式
实施例1：本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂选自月桂醇硫酸钠、三乙醇胺油酸皂两种原料的组合，月桂醇硫酸钠与三乙醇胺油酸皂的重量之比为1∶0.5；上述的偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至110℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为110℃，聚合时间为2.5h，反应冷却至40℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂(即月桂醇硫酸钠、三乙醇胺油酸皂)进行缩合反应，缩合反应温度为80℃，缩合时间为1h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
实施例2：本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂选自月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂三种原料的组合，月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂的重量之比为1∶0.5∶0.8；上述的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至115℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为115℃，聚合时间为2.0h，反应冷却至43℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和月桂醇硫酸钠、甘胆酸钠、三乙醇胺油酸皂进行缩合反应，缩合反应温度为80℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
实施例3：本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为月桂醇硫酸钠，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至120℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为120℃，聚合时间为1.5h，反应冷却至45℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂进行缩合反应，缩合反应温度为85℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
实施例4：本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为甘胆酸钠，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异戊腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至125℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为125℃，聚合时间为1.3h，反应冷却至47℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂即甘胆酸钠进行缩合反应，缩合反应温度为75℃，缩合时间为1.5h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
实施例5：本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述重量配比的原料制成的：
上述的表面活性剂为三乙醇胺油酸皂，上述的偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈。
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①首先按上述重量配比称取脂肪醇和环氧丙烷，将其加入到反应釜中，使这两种原料充分混合，得到混合物即混合料；②对混合物缓慢加热至130℃，开启搅拌，加入偶氮类引发剂进行聚合反应，聚合温度为130℃，聚合时间为1h，反应冷却至50℃后得到聚合产物；③在所述聚合产物即聚合反应得到的产物中加入硬脂酸和表面活性剂即三乙醇胺油酸皂进行缩合反应，缩合反应温度为85℃，缩合时间为1.2h，得到缩合产物；④将上述缩合产物降至室温，得到的产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
用本发明的实施例2制得的钻井液用固壁剂能抗185℃高温，能有效降低滤失量，防止井壁坍塌。上述的脂肪醇为市售商品天然脂肪醇(c16-18醇，十六、十八脂肪醇,即十六/十八天然脂肪醇，碳十六-十八脂肪醇，可以是c16∶c18＝3∶7规格的)。
本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物在钻井液体系中的用量根据实际的钻井地质条件而定，不同区块的地质条件决定了固壁剂改性树脂聚合物加量的不同，如在我国鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井过程中，固壁剂改性树脂聚合物的加量一般为2％-4％(重量百分比)。
以下为本发明的试验部分：
在高搅杯中加入350ml蒸馏水，14g钻井液试验用钠土，高速搅拌20min，在搅拌中间停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，于25℃±1℃下密闭养护24h，加入7.0g无铬稀释剂和7.0g评价土，低速搅拌30min，用20％naoh溶液调节样品浆ph值为10。
取配制好的基浆各加入试样7.0g，低速搅拌30min，在搅拌中间停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，用20％naoh溶液重新调节浆液ph值为10后，高速搅拌1h。转移到高温高压滤失罐中，按gb/t16783.1的要求测试150℃、3450kpa压力下的滤失量。
密度变化值和表观粘度变化值按gb/t16783.1石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液测试；
根据上述的实施例对本发明做了详细描述。需要说明的是，以上实施例仅仅为了举例本说明而已。在不偏离本发明的精神和实质的前提下，本领域技术人员可以设计出本发明的多种替换方案和改进方案，其均应被理解为在本发明的保护范围之内。
本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物达到了良好的性能效果，参见下面的表1。采用本发明的以上各实施例制得的钻井液用固壁剂能抗180℃以上高温，有效减低了滤失量，增强了岩石间的胶结力，提高了抗破坏强度，从而稳定了井壁，避免了垮塌，且它还具有环保性，生物降解性好。与已有相关的技术相比，本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，其制造成本降低了20％以上，适用于工业化大规模生产。
表1