一种含磷抗高温钻井液降粘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含磷抗高温钻井液降粘剂及其制备方法，由含羧基单体A、含磺酸基单体B、含磷化合物C和阳离子单体D按质量比10：5~10：0.5~2：1~3的比例混合后，经自由基共聚而得到，其平均相对分子质量在3000~20000之间，本发明所得降粘剂抗温达240℃以上，抗盐、钙污染能力强，与现有钻井液降粘剂相比，在高温及盐、钙污染条件下仍具有良好的降粘作用，有效改善钻井液的流变性能，并且成本较低有利于大规模实施。
【专利说明】一种含磷抗高温钻井液降粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含磷抗高温钻井液降粘剂及其制备方法，属于油田钻井液用处理 剂【技术领域】。 技术背景
[0002] 在深井、超深井钻井过程中，由于地温梯度的影响，钻井液长时间处于200°C以上 高温的条件下，存在着粘土高温分散、有机高分子化合物高温降解、处理剂高温交联等问 题，导致钻井液稠化，流变性变差。为了解决这个问题，人们早在上世纪30年代末就开始使 用降粘剂控制钻井液的流变性能。早期，人们普遍使用无机磷酸盐、单宁、铁铬木质素磺酸 盐FCLS等产品。但这些产品存在着抗温性能不足，抗温性能一般在170°C以下，部分产品甚 至含有对人体及环境有害成分，已被限制使用。上世纪90年代后，人们开始研制聚合物类 降粘剂，但主要集中于丙烯酸及乙烯基磺酸等合成聚合物。在专利200910065374. 0中公开 了一种钻井液降粘剂的制备方法，由于聚合物分子中含有的羧基和磺酸基团在盐水条件下 降粘性能不足，不能完全满足现场需求。在专利申请201210353696. 7中公开了一种含膦酸 基聚合物钻井液降粘剂及其制备方法，虽然提高了盐水条件下降粘剂的降粘性能，但所用 原料2-丙烯酰胺基-2-甲基丙膦酸单体价格较高、来源困难，难以在现场大规模应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种含磷抗高温钻井液降粘剂及其制备方法，实现低降粘 剂成本并在高温及盐水钻井液中具有良好的降粘效果，改善钻井液流变性能。
[0004] 本发明通过以下技术方案加以实现：
[0005] -种含磷抗高温钻井液降粘剂，含有以下结构通式：
【权利要求】
1. 一种含磷抗高温钻井液降粘剂，其特征在于，含有以下结构通式：
其中R1 =PO2HNa或PO3Na2 ;R2 =H、CH3 或COONa;R3 =COONa或CH2COONa;R4 =CONHC(CH3)2CH2S03Na、CH2SO3Na或COOCH(CH2CH3)CH2SO3Na;R5 =CH3 或CH2CH3;x:y:z物质 的量比为（7?15) : (2?8) : (0. 5?3)之间的一个比值，其平均相对分子质量在3000? 20000之间。
2. -种含磷抗高温钻井液降粘剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤： (1) 将含羧基单体A、含磺酸基单体B、含磷化合物C和阳离子单体D按质量比10 :5? 10 :0. 5?2 :1?3的比例混合后溶解于清水待用； (2) 将占步骤（1)所述的含羧基单体A、含磺酸基单体B、含磷化合物C和阳离子单体D 总质量的〇. 5%?5%过硫酸铵溶解于清水； (3) 将步骤（1)所得的混合物单体溶液加入四口烧瓶中并升温至40°C?60°C; (4) 将步骤（2)所得的过硫酸铵溶液加入步骤（3)所述四口烧瓶反应体系中，将反应体 系升温至90°C?100°C反应Ih?2h，得到固相含量10%?50%的降粘剂产品，反应结束后 体系PH值中和至8?9,经烘干、粉碎后即得到含磷抗高温钻井液降粘剂。
3. 根据权利要求2所述的含磷抗高温钻井液降粘剂的制备方法，其特征是：所述含羧 基单体A是丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸中的一种。
4. 根据权利要求2所述的含磷抗高温钻井液降粘剂的制备方法，其特征是：所述含磺 酸基单体B是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸钠或2-丙烯酰氧丁基磺酸中的 一种。
5. 根据权利要求2所述的含磷抗高温钻井液降粘剂的制备方法，其特征是：所述含磷 化合物C是次磷酸钠或亚磷酸钠中的一种。
6. 根据权利要求2所述的含磷抗高温钻井液降粘剂的制备方法，其特征是：所述阳离 子单体D是二甲基二烯丙基氯化铵或二乙基二烯丙基氯化铵中的一种。
【文档编号】C08F228/02GK104312548SQ201410419235
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】谢建宇, 张滨, 胡小燕, 王旭, 李彬, 吕跃滨 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院