本发明涉及钻井液用添加剂的技术领域，更具体地说，它涉及一种钻井液用抗温抗盐降失水剂及其制备方法。
背景技术：
随着中国经济的迅猛发展，对于石油天然气资源的消耗量急剧上升，迫切需要实现油气资源勘探开发的新突破。为了实现我国油气资源战略和发展目标，深部地层的油气勘探开发成为了当前形势下的必然发展趋势。目前，世界上钻遇深井、超深井数量也愈来愈多，随着地层深度的递增，深部地层地质条件更加苛刻，井底温度越来越高，致使开采难度加大，对石油钻井工艺技术构成重大挑战。钻井液工艺技术是油气钻井工程的首要关键所在，随着钻井难道加大，该技术在安全、快速钻井中起着重要的作用，钻井液的功效在于有效携带和悬浮破碎的岩渣至地面、润滑和冷却钻具，并利用静水压力在井壁和岩层表面形成泥饼已达到稳定井壁、平衡地层压力和减少液相漏失的作用。但是在深井作业过程中，高温、高压恶劣环境会破坏钻井液的流变性和滤失性，同时致使钻井液处理剂出现不同程度的高温交联、降解现象，严重时将会导致钻井液完全失去其功效。
钻井液降失水剂是一种重要的钻井液处理剂，该降失水剂可以通过低渗透形成薄而致密的柔性滤饼，有效防止渗漏，但是随着钻井深度的增加，井底温度、压力也不断升高，地层更加复杂，给钻井工程带来巨大挑战，普通钻井液降失水剂在高温环境下已经失去效用，因此研制出抗高温抗盐降失水剂对于本领域具有重要的意义。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种钻井液用抗温抗盐降失水剂，其具有能够有效降低钻井液的失水的同时还可以抗温抗盐的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，其具有制备得到的降失水剂具有能够有效降低钻井液的失水的同时还可以抗温抗盐的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种钻井液用抗温抗盐降失水剂，由包含以下重量份的原料制成：80-100份羧甲基纤维素钠、30-50份天然沥青、40-60份磺化沥青、15-30份磺化硝基腐殖酸、50-70份磺化酚醛树脂、20-40份水性丙烯酸树脂、6-10份引发剂和10-40份水。
通过采用上述技术方案，本发明中天然沥青与磺化酚醛树脂、磺化沥青、磺化硝基腐殖酸与水性丙烯酸树脂之间彼此发生改性、交联共聚等化学反应，再与羧甲基纤维素钠作用，最终形成阴离子纤维素降失水剂，相较于现有技术中纤维素类降水剂抗高温性能差，增稠严重，腐殖酸类和磺化树脂类降失水剂虽然抗高温性能有一定的提高，但是其抗温仍然低于200℃，且存在抗盐能力较差的问题，本发明中最终制得的降失水剂引入了磺酸基，提高其耐高温和抗盐性，而且羧甲基纤维素钠的使用可以提高天然沥青和磺化沥青的分散，还可以增加天然沥青与磺化沥青和体系的粘结能力，一方面会提升钻井液体系的粘度值，给流体损失带来阻力，从而降低滤失量，另一方面，可以增强整个体系形成无规线团，从而可以通过架桥的方式而滞留在滤饼的空隙中，降低滤饼的渗透率，进而控制失水，也可以通过封堵滤饼孔隙的入口，阻断水分流失的通道，进而降低滤失量，而磺化沥青与磺化硝基腐殖酸的加入可以大大提升最终降失水剂的抗温抗盐性能，最终制得的降失水剂能够有效降低钻井液的失水，还具有优良的抗高温、抗盐性，是一种广泛适用于淡水、盐水等污染条件下的各种浅井、中深井、深井及复杂井钻探较理想的新型钻井液处理剂，对保护井壁、稳定井眼，防止井壁坍塌等方面作用突出，而且其水溶性好，泥浆性能稳定，为实现复杂地层的安全、快速、高效钻井创造了有利条件。
本发明进一步设置为：该钻井液用抗温抗盐降失水剂由包含以下重量份的原料制成：85-95份羧甲基纤维素钠、35-45份天然沥青、45-55份磺化沥青、20-25份磺化硝基腐殖酸、57-65份磺化酚醛树脂、25-35份水性丙烯酸树脂、7-9份引发剂和20-30份水。
本发明进一步设置为：该钻井液用抗温抗盐降失水剂由包含以下重量份的原料制成：90份羧甲基纤维素钠、40份天然沥青、50份磺化沥青、22份磺化硝基腐殖酸、60份磺化酚醛树脂、30份水性丙烯酸树脂、8份引发剂和25份水。
本发明进一步设置为：所述磺化硝基腐殖酸的制备方法如下：以重量份数计，将80-100份细度为60-120目的褐煤和20-25份质量分数为60-68％的稀硝酸在35-45℃下反应30-40min，得到硝基腐殖酸；
将硝基腐殖酸与氢氧化钠和亚硫酸氢钠在120-160℃下反应5-7h得到磺化硝基腐殖酸，亚硫酸氢钠与硝基腐殖酸的质量比为7-10：100，氢氧化钠与硝基腐殖酸的质量比为7-10：100。
通过采用上述技术方案，将磺化硝基腐殖酸用于本发明中可以大大提升降失水剂的抗温抗盐性能。
本发明进一步设置为：所述磺化沥青的制备方法如下：所述磺化沥青的制备方法如下：将天然沥青和轻质油在50-60℃下混合搅拌1.5-2h，然后通入三氧化硫气体，在三氧化硫气氛中磺化3.5-4.5h，搅拌1.5-2h；
加入氢氧化钠进行中和，搅拌2h后升温至80±5℃，蒸馏干燥得到磺化沥青，其中，天然沥青与轻质油的质量比为1:5-10，中和后产物的ph值为8.5-9；三氧化硫气体的通入流量为0.045-0.6m3/h。
通过采用上述技术方案，将通过上述方法制备得到的磺化沥青用于本发明体系中，一方面可以提高降失水剂产物的抗温抗盐性能，另一方面，将磺化沥青和天然沥青在本发明体系中形成不同分子量的沥青，既可以利用其自身不同尺寸封堵滤饼孔隙的入口，阻断水分流失的通道，进而降低滤失量，而且用于钻井液中的时候可以卷曲成各种不同的无规线团，可以通过架桥的方式滞留在滤饼的空隙中，降低滤饼的渗透率，进而控制失水。
本发明进一步设置为：所述水性丙烯酸树脂的制备方法如下：对单体苯乙烯、丙烯酸丁酯进行洗涤并去除水分，以重量份数计，将洗涤后的250-300份苯乙烯、80-120份丙烯酸丁酯、15-25份丙烯酸和5-6份乳化剂溶于90-120份水中，配制为预乳液，然后加入0.1-0.3份引发剂过硫酸钾，将上述加入引发剂的预乳液滴加至70±5℃、280-330份水中，搅拌，反应2-3h，然后保温0.5-1h后调节ph值为8，然后依次进行洗涤、烘干、粉碎，即得水性丙烯酸树脂。
通过采用上述技术方案，本发明中水性丙烯酸树脂的加入最终可以提高降失水剂的水溶性，而且有助于提高降失水剂的稳定性，除此之外，将降失水剂用于钻井液后，可以提升钻井液体系的粘度值，从而降低滤失量。
本发明进一步设置为：在水性丙烯酸树脂制备过程中，选用的乳化剂为质量比为2:3的壬基酚聚氧乙烯醚np-10和辛基酚聚氧乙烯醚op-10。
本发明进一步设置为：所述引发剂选用偶氮二异丁腈或偶氮二异丁酸二甲酯。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，包括以下步骤：将1/2的引发剂、水、天然沥青与磺化酚醛树脂在100-120℃下搅拌1.5-2h，然后加入磺化沥青与磺化硝基腐殖酸，搅拌20-40min，然后调整温度为60-70℃，加入剩余1/2的引发剂和水性丙烯酸树脂，搅拌2-2.5h，调整温度为45-55℃，加入羧甲基纤维素钠，搅拌3-4h，干燥粉碎，即得钻井液用抗温抗盐降失水剂。综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明中通过然沥青与磺化酚醛树脂、磺化沥青、磺化硝基腐殖酸与水性丙烯酸树脂以及羧甲基纤维素钠的添加，彼此发生改性、交联共聚等化学反应，最终制得的降失水剂能够有效降低钻井液的失水，还具有优良的抗高温、抗盐性；
2、本发明中羧甲基纤维素钠的添加可以提高天然沥青和磺化沥青的分散，还可以增加天然沥青与磺化沥青和体系的粘结能力，一方面会提升钻井液体系的粘度值，给流体损失带来阻力，从而降低滤失量，另一方面，可以增强整个体系形成无规线团，从而可以通过架桥的方式而滞留在滤饼的空隙中，降低滤饼的渗透率，进而控制失水，也可以通过封堵滤饼孔隙的入口，阻断水分流失的通道，进而降低滤失量；
3、本发明中制得的降失水剂适用于淡水、盐水等污染条件下的各种浅井、中深井、深井及复杂井钻探较理想的新型钻井液处理剂，对保护井壁、稳定井眼，防止井壁坍塌等方面作用突出，而且其水溶性好，泥浆性能稳定，为实现复杂地层的安全、快速、高效钻井创造了有利条件。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种钻井液用抗温抗盐降失水剂由包含以下重量份的原料制成：80-100份羧甲基纤维素钠、30-50份天然沥青、40-60份磺化沥青、15-30份磺化硝基腐殖酸、50-70份磺化酚醛树脂、20-40份水性丙烯酸树脂、6-10份引发剂和10-40份水。
其中，天然沥青购自上海明致实业有限公司，型号为岩沥青；
羧甲基纤维素钠购自河北鸿韬生物工程有限公司，品牌为鸿韬，级别为食品级；磺化酚醛树脂购自河北燕兴化工有限公司，品牌为河北燕兴化工，牌号为smp-2。
磺化沥青、水性丙烯酸树脂和磺化硝基腐殖酸按照下述制备例制备。
水性丙烯酸树脂的制备例制备例1
一种水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
用5wt％氢氧化钠溶液分别对单体苯乙烯、丙烯酸丁酯进行洗涤，直至无色，然后用蒸馏水洗涤至中性，进行油水分离，然后将洗涤过的单体分别通过带有无水硫酸钠的砂芯漏斗中去除水分；
以重量g数计，将洗涤后的280g苯乙烯、100g丙烯酸丁酯、20g丙烯酸和5.5g乳化剂溶于100g水中，配制为预乳液，然后加入0.2g过硫酸钾，将上述加入过硫酸钾的预乳液滴加至70℃、300g水中，搅拌，反应2.5h，然后保温45min后调节ph值为8，然后先后用乙醇和蒸馏水进行洗涤，烘干，粉碎得到水性丙烯酸树脂，其中乳化剂为质量比为2:3的壬基酚聚氧乙烯醚np-10(购自山东力昂新材料科技有限公司，品牌为力昂，型号为np-10)和辛基酚聚氧乙烯醚op-10(购自江苏省海安石油化工厂，品牌为海石花)。
制备例2
一种水性丙烯酸树脂的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，用5wt％氢氧化钠溶液分别对单体苯乙烯、丙烯酸丁酯进行洗涤，直至无色，然后用蒸馏水洗涤至中性，进行油水分离，然后将洗涤过的单体分别通过带有无水硫酸钠的砂芯漏斗中去除水分；
以重量g数计，将洗涤后的250g苯乙烯、80g丙烯酸丁酯、15g丙烯酸和5g乳化剂溶于90g水中，配制为预乳液，然后加入0.1g过硫酸钾，将上述加入过硫酸钾的预乳液滴加至65℃、280g水中，搅拌，反应2h，然后保温0.5h后调节ph值为8，然后先后用乙醇和蒸馏水进行洗涤，烘干，粉碎得到水性丙烯酸树脂，其中乳化剂为质量比为2:3的壬基酚聚氧乙烯醚np-10和辛基酚聚氧乙烯醚op-10。
制备例3
一种水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
用5wt％氢氧化钠溶液分别对单体苯乙烯、丙烯酸丁酯进行洗涤，直至无色，然后用蒸馏水洗涤至中性，进行油水分离，然后将洗涤过的单体分别通过带有无水硫酸钠的砂芯漏斗中去除水分；
以重量g数计，将洗涤后的300g苯乙烯、120g丙烯酸丁酯、25g丙烯酸和6g乳化剂溶于120g水中，配制为预乳液，然后加入0.3g过硫酸钾，将上述加入过硫酸钾的预乳液滴加至75℃、330g水中，搅拌，反应3h，然后保温1h后调节ph值为8，然后先后用乙醇和蒸馏水进行洗涤，烘干，粉碎得到水性丙烯酸树脂，其中乳化剂为质量比为2:3的壬基酚聚氧乙烯醚np-10和辛基酚聚氧乙烯醚op-10。
磺化硝基腐殖酸的制备例制备例4
一种磺化硝基腐殖酸的制备方法，包括以下步骤：将90g褐煤和22g质量分数为65％的稀硝酸在40℃下反应35min，得到硝基腐殖酸；
将硝基腐殖酸与氢氧化钠和亚硫酸氢钠在135℃下反应6h得到磺化硝基腐殖酸，亚硫酸氢钠与硝基腐殖酸的质量比为8：100，氢氧化钠与硝基腐殖酸的质量比为8：100。
其中，褐煤购自侯马市新佳友营销中心，腐殖酸的质量百分比为40-50％，细度为60-120目。
制备例5
一种磺化硝基腐殖酸的制备方法，按照制备例4中方法进行，不同之处在于，将80g褐煤和20g质量分数为60％的稀硝酸在35℃下反应30min，得到硝基腐殖酸；将硝基腐殖酸与氢氧化钠和亚硫酸氢钠在120℃下反应5h得到磺化硝基腐殖酸，亚硫酸氢钠与硝基腐殖酸的质量比为7：100，氢氧化钠与硝基腐殖酸的质量比为7：100。
制备例6
一种磺化硝基腐殖酸的制备方法，按照制备例4中方法进行，不同之处在于，将100g褐煤和25g质量分数为68％的稀硝酸在45℃下反应40min，得到硝基腐殖酸；
将硝基腐殖酸与氢氧化钠和亚硫酸氢钠在160℃下反应7h得到磺化硝基腐殖酸，亚硫酸氢钠与硝基腐殖酸的质量比为10：100，氢氧化钠与硝基腐殖酸的质量比为1：10。
磺化沥青的制备例制备例7
磺化沥青的制备方法如下：将天然沥青(购自上海明致实业有限公司，型号为岩沥青)和轻质油(购自深圳市华丰石油化工有限公司)在55℃下混合搅拌100min，然后通入三氧化硫气体，在三氧化硫气氛中磺化4h，搅拌100min；
加入氢氧化钠进行中和，搅拌2h后升温至80℃，蒸馏干燥得到磺化沥青，其中，天然沥青用1kg，天然沥青与轻质油的质量比为1:8，中和后产物的ph值为8.8；三氧化硫气体的通入流量为0.5m3/h。
制备例8
磺化沥青的制备方法按照制备例7中方法进行，不同之处在于，将天然沥青和轻质油在50℃混合搅拌1.5h，然后通入三氧化硫气体，在三氧化硫气氛中磺化3.5h，搅拌1.5h；
加入氢氧化钠进行中和，搅拌2h后升温至75℃，蒸馏干燥得到磺化沥青，其中，天然沥青与轻质油的质量比为1:5，中和后产物的ph值为8.5；三氧化硫气体的通入流量为0.045m3/h。
制备例9
磺化沥青的制备方法按照制备例7中方法进行，不同之处在于，将天然沥青和轻质油在60℃混合搅拌2h，然后通入三氧化硫气体，在三氧化硫气氛中磺化4.5h，搅拌2h；
加入氢氧化钠进行中和，搅拌2h后升温至85℃，蒸馏干燥得到磺化沥青，其中，天然沥青与轻质油的质量比为1:10，中和后产物的ph值为9；三氧化硫气体的通入流量为0.6m3/h。
实施例
实施例1
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，将3g引发剂偶氮二异丁腈、25g水、30g天然沥青与50g磺化酚醛树脂在110℃下搅拌100min，然后加入40g磺化沥青与15g磺化硝基腐殖酸，搅拌30min，然后调整温度为65℃，加入剩余的3g引发剂偶氮二异丁腈和20g水性丙烯酸树脂，搅拌130h，调整温度为50℃，加入80g羧甲基纤维素钠，搅拌3.5h，干燥粉碎，即得钻井液用抗温抗盐降失水剂。
其中，水性丙烯酸树脂选用制备例1中制备得到的水性丙烯酸树脂，磺化硝基腐殖酸选用制备例4中制备得到的磺化硝基腐殖酸，磺化沥青选用制备例7中制备得到的磺化沥青。
实施例2-
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，按照实施例1中进行，不同之处在于按照下表1中进行原料的添加，添加量的单位为g。
表1：
上述实施例8中的引发剂选用偶氮二异丁酸二甲酯；实施例8中水性丙烯酸树脂选用制备例2中制备得到的水性丙烯酸树脂，磺化硝基腐殖酸选用制备例5中制备得到的磺化硝基腐殖酸，磺化沥青选用制备例8中制备得到的磺化沥青；实施例9中水性丙烯酸树脂选用制备例3中制备得到的水性丙烯酸树脂，磺化硝基腐殖酸选用制备例6中制备得到的磺化硝基腐殖酸，磺化沥青选用制备例9中制备得到的磺化沥青。
实施例18
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，将3g引发剂偶氮二异丁腈、25g水、30g天然沥青与50g磺化酚醛树脂在100℃下搅拌1.5h，然后加入40g磺化沥青与15g磺化硝基腐殖酸，搅拌20min，然后调整温度为60℃，加入剩余的3g引发剂偶氮二异丁腈和20g水性丙烯酸树脂，搅拌2h，调整温度为45℃，加入80g羧甲基纤维素钠，搅拌3h，干燥粉碎，即得钻井液用抗温抗盐降失水剂。
其中，水性丙烯酸树脂选用制备例1中制备得到的水性丙烯酸树脂，磺化硝基腐殖酸选用制备例4中制备得到的磺化硝基腐殖酸，磺化沥青选用制备例7中制备得到的磺化沥青。
实施例19
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，将3g引发剂偶氮二异丁腈、25g水、30g天然沥青与50g磺化酚醛树脂在120℃下搅拌2h，然后加入40g磺化沥青与15g磺化硝基腐殖酸，搅拌40min，然后调整温度为70℃，加入剩余的3g引发剂偶氮二异丁腈和20g水性丙烯酸树脂，搅拌2.5h，调整温度为55℃，加入80g羧甲基纤维素钠，搅拌4h，干燥粉碎，即得钻井液用抗温抗盐降失水剂。
对比例1
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，按照实施例15中进行，不同之处在于，羧甲基纤维素钠的添加量为70g。
对比例2
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，按照实施例15中进行，不同之处在于，羧甲基纤维素钠的添加量为110g。
对比例3
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，按照实施例15中进行，不同之处在于，水性丙烯酸树脂的添加量为15g。
对比例4
一种钻井液用抗温抗盐降失水剂的制备方法，按照实施例15中进行，不同之处在于，水性丙烯酸树脂的添加量为45g。
性能检测
将上述实施例和对比例中制得的降失水剂按照q/syhqz0005-2017中方法进行ph、水分含量、60目湿筛筛余物、4％盐水滤失量和高温高压滤失量降低率的检测，检测结果如下表2所示。
结合表1和表2，通过实施例15、对比例1和2可以看出，羟甲基纤维素钠的添加可以提高降失水剂的抗盐性和降低滤失量，降失水剂的抗盐性随着羟甲基纤维素用量的增大而先减小后增大，滤失量随羟甲基纤维素用量的增大先增大后减小，羟甲基纤维素的最适用量为90g；
通过实施例15、对比例3和对比例4的设置可以看出水性聚丙烯酸树脂的添加可以进一步提高降失水剂的抗盐性和降低滤失量，降失水剂的抗盐性随着水性聚丙烯酸树脂用量的增大而先减小后增大，滤失量随也随之增大先增大后减小，水性聚丙烯酸树脂的最适用量为30g。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。