一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用与流程

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一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用与流程

本发明涉及油基钻井液用化学品技术领域,尤其涉及一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用。



背景技术:

钻井液是钻探过程中钻孔内使用的循环冲洗介质,主要由分散介质(连续相)、分散相和添加剂组成。根据流体介质的不同,钻井液总体上可分为水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井流体三种类型。其中,油基钻井液具有防塌效果好、抗污染能力强、良好的热稳定性和润滑性的特点,已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、海洋钻井、水平井和各种复杂地层的重要钻井液体系。

钻井液的性能与技术指标包括很多项,如密度、黏度、切力和滤失量等等。其中,油基钻井液的切力直接影响到携岩效果、重晶石沉降、当量循环密度、激动压力等。传统油基钻井液采用有机土作为增黏提切剂,用来调控钻井液流变和悬浮性能,但有机土存在着活化慢和易高温稠化等缺点,从而会减少油基钻井液的使用寿命,减小固相容量,易污染低渗透储层。因此,近年来国内外先后开展了无土相油基钻井液用提切剂的相关研究。

文章《无黏土低密度全油基钻井完井液的研究》(钻井液与完井液,2010,27(2):6-10,蓝强等)在白油中加入OSW-1油品增黏剂和ZCJ-1油品增稠剂等,配制形成了一套无土相全白油基钻井液。以上产品为市售油品增黏剂,但其提切性能较弱。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请的目的在于提供一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用,本申请提供的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能。

本发明提供一种油分散型聚合物,具有式I结构:

式I中,0.2≤x≤0.5,0≤y≤0.2,0.4≤z≤0.8,0.001≤w≤0.02;

R1选自式1、式2或式3所示的基团:

-CH2CH2CONHCH2NHCOCH2CH2-式2;其中,n1选自2、4或6;

R3为式4所示的基团:

其中,n2选自0、1、3或5;

R4选自式5或式6所示的基团:

其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

R2为苯基;

R5、R6和R7独立地选自氢或甲基。

优选地,所述聚合物的粒径为80nm~120nm。

优选地,所述聚合物具有式II结构:

本发明提供的油分散型聚合物具有式I结构,属于油分散型弱交联高分子聚合物。其中,R1起到交联作用,能保证聚合物在油相中分散而不溶解;R1交联度的大小不仅影响交联网络的大小,而且影响长烷基链的舒展程度,从而同时影响聚合物在油相中的增粘提切性能。并且,在本发明中,R2为刚性环状结构,主要影响聚合物的抗温性能;R3和R4为带有不同长度烷基链的酯基,能保证聚合物与油的相容性以及聚合物分子之间的相互作用,主要影响聚合物在油相中的结构力和悬浮稳定性能。本发明提供的油分散型聚合物可快速在油相中溶胀分散,形成具有刚性核、柔性壳的微粒,其中,刚性核起到悬浮支撑作用,柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结构力,最终在油相中形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液,从而起到控制钻井液流变性能和悬浮稳定性的作用。因此,与现有技术相比,本发明提供的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能。

另外,在钻井液中加入本发明提供的油分散型聚合物,可有效增加液相黏度,增大滤失阻力,因此其也可起到辅助降低滤失量的作用。

本发明提供一种油分散型聚合物的制备方法,包括以下步骤:

A)将油相物料加入水相物料中进行乳化,得到水包油乳液;

所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂,所述第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂;

所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基苯乙烯,所述第二单体具有式7结构,所述第三单体具有式8结构或式9结构;

其中,n2选自0、1、3或5;

其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

其中,R8、R9和R10独立地选自氢或甲基;

B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应,得到油分散型聚合物;所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发剂。

优选地,所述乳化剂包括第一乳化剂和第二乳化剂,所述第一乳化剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇单月桂酸酯中的一种或多种;

所述第二乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

优选地,所述水相物料包括45~80重量份的水、1~5重量份的第一乳化剂、0.5~3重量份的第二乳化剂和0.05~0.3重量份的第一引发剂。

优选地,所述第一引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的一种或多种;

所述第二引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。

优选地,所述步骤B)具体为:

将步骤A)得到的水包油乳液升温至70℃~85℃,加入0.1~0.5重量份的第二引发剂,聚合反应6h~9h,得到油分散型聚合物。

本发明以苯环类刚性单体、短烷基链(C1~6)类丙烯酸酯单体以及长烷基链(C10~26)类丙烯酸酯单体和特定交联剂为原料,在乳化剂存在下,以水为分散介质进行正相乳液聚合反应,制备出具有式I结构的油分散型聚合物。所述聚合物为具有刚性核、柔性壳的油分散型提切剂产品,其中,刚性核在油相中可起到支撑作用,柔性壳部分通过长烷基链相互缠绕形成结构力,从而能保证油基钻井液的流变性和悬浮稳定性。

本发明提供一种油分散型聚合物在制备油基钻井液中的应用,所述油分散型聚合物为上文所述的油分散型聚合物。

优选地,所述油分散型聚合物的用量为油基钻井液中基油质量的0.5%~15%。

实验结果显示,本发明在柴油中加入3%以上的所述油分散型聚合物时,经过150℃/16h后,柴油基浆的动塑比大于等于0.5,表明所述油分散型聚合物具有良好的增黏提切能力。

另外,在基浆中加入2%本发明油分散型聚合物后,在149℃、55MPa下,基浆的动塑比为0.470。结果表明,所述油分散型聚合物在高温高压下结构力保持良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所得产品的红外光谱图;

图2为本发明实施例1所得产品的纳米激光粒度分析图;

图3为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种油分散型聚合物,具有式I结构:

式I中,0.2≤x≤0.5,0≤y≤0.2,0.4≤z≤0.8,0.001≤w≤0.02;

R1选自式1、式2或式3所示的基团:

-CH2CH2CONHCH2NHCOCH2CH2-式2;其中,n1选自2、4或6;

R3为式4所示的基团:

其中,n2选自0、1、3或5;

R4选自式5或式6所示的基团:

其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

R2为苯基;

R5、R6和R7独立地选自氢或甲基。

本发明提供的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,可作为无土相油基钻井液用提切剂。

本发明提供的油分散型聚合物具有式I结构,属于油分散型弱交联高分子聚合物。其中,R1选自式1、式2或式3所示的基团,在本发明的一个实施例中,R1为式3所示的基团且n1选自2或4。R1起到交联作用,能保证聚合物 在油相中分散而不溶解;R1交联度的大小不仅影响交联网络的大小,而且影响长烷基链的舒展程度,从而同时影响聚合物在油相中的增粘提切性能。

在本发明中,R2为苯基(C6H5-);R2为刚性环状结构,主要影响聚合物的抗温性能。R3为式4所示的基团;R4选自式5或式6所示的基团,在本发明的一个实施例中,R4为式5所示的基团且n3选自9、11、13、15、17或21。R3和R4为带有不同长度烷基链的酯基,能保证聚合物与油的相容性以及聚合物分子之间的相互作用,主要影响聚合物在油相中的结构力和悬浮稳定性能。在本发明中,R5、R6和R7独立地选自氢(H)或甲基(CH3-)。

并且,x、y和z为形成聚合物的各单体的摩尔数;w为形成聚合物的交联剂占单体总和的百分比。在本发明中,0.2≤x≤0.5;0≤y≤0.2;0.4≤z≤0.8;0.001≤w≤0.02,优选0.004≤w≤0.01。

在无有机土存在时,钻井液的黏度和切力很难保证,而以上结构基团及其比例都是决定本发明产品性能的关键所在。本申请提切剂产品的关键是保证其在非极性的油相中均匀分散,且互相之间能够形成一定的结构力,悬浮加重材料和携带钻屑,从而保证钻井液的综合性能。具体说来,本发明提供的油分散型聚合物可快速在油相中溶胀分散,形成具有刚性核、柔性壳的微粒,其中,刚性核起到悬浮支撑作用,柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结构力,最终在油相中形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液,从而起到控制钻井液流变性能和悬浮稳定性的作用。

另外,在钻井液中加入本发明提供的油分散型聚合物,可有效增加液相黏度,增大滤失阻力,因此其也可起到辅助降低滤失量的作用。

在本发明中,所述聚合物的粒径优选为80nm~120nm,更优选为90nm~100nm。在本发明的一个实施例中,所述聚合物的粒径为96nm;由于其比表面积大,在油相中更易分散形成胶体悬浮液。

具体的,在本发明的一个实施例中,x=0.2,y=0,z=0.8,w=0.007;R1为式1所示的基团,R2为苯基,R4为式5所示的基团且n3=21,R6为甲基,R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.5,y=0.1,z=0.4,w=0.014;R1为式3所示的基团且n1=2,R2为苯基,R3为式4所示的基团且n2=0,R4为式6所示的基团,R5为氢,R6为氢,R7为甲基。

在本发明的一个实施例中,x=0.4,y=0.2,z=0.4,w=0.004;R1为式3所示的基团且n1=4,R2为苯基,R3为式4所示的基团且n2=5,R4为式6所示的基团,R5为甲基,R6为氢,R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.2,y=0,z=0.8,w=0.013;R1为式2所示的基团,R2为苯基,R4为式5所示的基团且n3=21,R6为甲基,R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.4,y=0.2,z=0.4,w=0.008;R1为式2所示的基团,R2为苯基,R3为式4所示的基团且n2=5,R4为式6所示的基团,R5为甲基,R6为氢,R7为甲基。

在本发明的一个实施例中,所述聚合物具有式II结构:

相应的,本发明提供了一种油分散型聚合物的制备方法,包括以下步骤:

A)将油相物料加入水相物料中进行乳化,得到水包油乳液;

所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂,所述第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂;

所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基 苯乙烯,所述第二单体具有式7结构,所述第三单体具有式8结构或式9结构;

其中,n2选自0、1、3或5;

其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

其中R8、R9和R10独立地选自氢或甲基;

B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应,得到油分散型聚合物;所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发剂。

本发明提供的油分散型聚合物的制备方法即是一种油基钻井液用提切剂的制备方法,本发明制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能。

本发明实施例将油相物料加入水相物料中,加完后乳化一定时间,得到稳定的水包油乳液。

在本发明中,所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂。其中,所述油相物料优选包括1.17~18.75重量份的第一单体,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基苯乙烯。所述油相物料优选包括0~10.45重量份的第二单体,所述第二单体具有式7结构,即所述第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯。

所述油相物料优选包括10.06~45.41重量份的第三单体,所述第三单体具有式8结构或式9结构,即所述第三单体选自丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯(丙烯酸月桂酯)、甲基丙烯酸十二酯(甲基丙烯酸月桂酯)、丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸二十二酯、丙烯酸二十六酯、甲基丙烯酸二十六酯、丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸异癸酯。在本发明的优选实施例中,所述第三单体选自甲基丙烯酸二十二酯、丙烯酸 癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯或丙烯酸十四酯。

所述油相物料优选包括0.11~0.39重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯)、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸乙二醇酯)或N,N亚甲基双丙烯酰胺。

本发明对所述油相物料的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制得:将上述各单体和交联剂在温度为40℃的条件下混合,得到油相物料。在本发明的一个实施例中,称取1.17~18.75重量份的第一单体、0~10.45重量份的第二单体、10.06~45.41重量份的第三单体和0.11~0.39重量份的交联剂于烧杯中,在40℃下搅拌均匀为油相。

在本发明中,所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂。其中,所述第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂,优选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的一种或多种。所述水相物料优选包括0.05~0.3重量份的第一引发剂,更优选包括0.06~0.24重量份的第一引发剂。

所述水相物料中,所述乳化剂优选包括第一乳化剂和第二乳化剂。所述第一乳化剂优选自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇单月桂酸酯中的一种或多种;所述第二乳化剂优选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。所述水相物料优选包括1~5重量份的第一乳化剂,更优选包括1.45~3.04重量份的第一乳化剂;所述水相物料优选包括0.5~3重量份的第二乳化剂,更优选包括0.96~2.26重量份的第二乳化剂。

所述水相物料以水为主要物料,优选包括45~80重量份的水,更优选包括47.80~76.68重量份的水;所述水通常为蒸馏水。在本发明的一个实施例中,所述水相物料包括45~80重量份的水、1~5重量份的第一乳化剂、0.5~3重量份的第二乳化剂和0.05~0.3重量份的第一引发剂。

本发明对所述水相物料的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制得:将水、乳化剂和第一引发剂在温度为40℃的条件下混合,得到水相物料。在本发明的一个实施例中,称取47.80~76.68重量份的水、1.45~3.04重量份的 第一乳化剂、0.96~2.26重量份的第二乳化剂和0.06~0.24重量份的第一引发剂置于四口烧瓶中,在40℃下搅拌溶解成水相。

以重量份数为100计,本发明实施例将上述油相通过滴液漏斗加入水相,优选在30min~60min内滴完,维持搅拌进行乳化,得到水包油乳液。其中,所述搅拌的转速优选为400rpm~600rpm;所述乳化的时间优选为1hr~2hr,上述油相和水相混合成为稳定的水包油乳液。

得到水包油乳液后,本发明实施例将其升温,加入第二引发剂,优选在搅拌的条件下进行聚合反应,得到油分散型聚合物。

在本发明中,所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发剂,优选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。本发明以苯环类刚性单体、短烷基链(C1~6)类丙烯酸酯单体以及长烷基链(C10~26)类丙烯酸酯单体和特定交联剂为原料,在乳化剂存在下,以水为分散介质进行正相乳液聚合反应,制备出具有式I结构的油分散型聚合物,即得到油基钻井液用提切剂。所述聚合物为具有刚性核、柔性壳的油分散型提切剂产品,其中,刚性核在油相中可起到支撑作用,柔性壳部分通过长烷基链相互缠绕形成结构力,从而能保证油基钻井液的流变性和悬浮稳定性。

在本发明中,所述聚合反应的温度优选为70℃~85℃;所述聚合反应的时间优选为6h~9h。在本发明的一个实施例中,将得到的水包油乳液升温至70℃~85℃,加入0.1~0.5重量份、优选加入0.13~0.44重量份的第二引发剂,搅拌反应6h~9h,得到油分散型聚合物,即得到油基钻井液用提切剂。本发明制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,适用于无土相油基钻井液;同时其合成方法简单且污染较小。

即,本发明提供了一种油分散型聚合物在制备油基钻井液中的应用,所述油分散型聚合物为上文所述的油分散型聚合物。

本发明对所述油基钻井液中的基油和添加剂等没有特殊限制,所述基油可选自柴油或白油,按照本领域技术人员常用的方法制备油基钻井液即可。所述油分散型聚合物的用量优选为油基钻井液中基油质量的0.5%~15%,更优选为1%~6%。

在基油中加入所述油分散型聚合物制得钻井液后,本发明对其流变性能进行检测。检测结果显示,本发明在柴油中加入3%以上的所述油分散型聚合 物时,经过150℃/16h后,柴油基浆的动塑比大于等于0.5,表明所述油分散型聚合物具有良好的增黏提切能力。

另外,在基浆中加入2%本发明油分散型聚合物后,在149℃、55MPa下基浆的动塑比为0.47,表明所述油分散型聚合物在高温高压下的结构力保持良好。

为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用进行具体地描述。

实施例1

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的5000mL口烧瓶中,加入58.5g辛基酚聚氧乙烯醚、39g十二烷基硫酸钠、1950g蒸馏水和5.25g偶氮二异丁腈,在40℃下搅拌均匀成水相;称取263.8g苯乙烯、786.2g甲基丙烯酸十六酯和8.4g对二乙烯基苯,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,60min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至70℃,加入1.77g过硫酸钾,反应8.5h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物进行红外光谱检测,结果参见图1,图1为本发明实施例1所得产品的红外光谱图。从图1中可以看出,3083cm-1、3060cm-1、3027cm-1处的三联吸收峰为芳香化合物的苯环-H伸缩振动峰;1601cm-1、1583cm-1、1493cm-1处存在苯环的变形振动峰;1727cm-1为丙烯酸酯中C=O的吸收峰;2924cm-1、2852cm-1处为亚甲基的C-H振动吸收峰,1466cm-1、1382cm-1处均存在长链烷基中的-CH3吸收峰,未见C=C的伸缩振峰,说明反应完全,所得产品即为目标产物;即所得聚合物具有式II结构:

利用纳米激光粒度分析仪,对所得产物进行粒径表征。结果参见图2,图2为本发明实施例1所得产品的纳米激光粒度分析图。结果表明,所得产物的粒径为96nm,具有较大的比表面积,在油相中更易分散形成胶体悬浮液。

对所得产物的增黏提切性能进行评价,评价条件为:在300mL 0#柴油中分别加入1%、2%、3%、4%、5%、6%所得产物,在150℃下滚动老化16h,然后于60℃分别测定流变性。测定方法按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》进行,结果参见表1和图3,表1为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变数据,图3为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变性。

表1本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变数据

从表1和图3中可看出,随着所述油分散型聚合物加量的增加,柴油基浆的表观黏度(Apparent Viscosity,AV)上升较快,塑性黏度(Plastic Viscosity,PV)和动塑比呈现缓慢升高趋势,当其有效加量为柴油质量的3%以上时,动塑比≥0.5,说明该产品具有良好的增黏提切能力。

对所得产物的高温高压流变性能进行测试,测试方法为:在300mL 0#柴油中加入4%所得产物,在150℃下高温滚动老化16h后,采用fann iX77自动高温高压流变仪测定不同温度和压力下的流变参数。测试结果参见表2,表2为本发明实施例1所得产物在柴油中的高温高压流变数据。

表2本发明实施例1所得产物在柴油中的高温高压流变数据

比较例

采用有机土进行高温高压流变性能的测试,测试方法为:在300mL 0#柴油中加入4%有机土(购自浙江丰虹新材料股份有限公司、型号为HFGEL120),在150℃下高温滚动老化16h后,采用fann iX77自动高温高压流变仪测定不同温度和压力下的流变参数。测试结果参见表3,表3为有机土在柴油中的高温高压流变数据。

表3有机土在柴油中的高温高压流变数据

从表2和表3可以看出,随着温度和压力的增加,本发明实施例1所得油分散型聚合物在柴油中的表观黏度和塑性黏度呈现降低趋势,动塑比先增加后降低,在149℃和55MPa下,动塑比为0.470,说明其在高温高压下能够保持较好的结构力。而有机土在不加乳化剂的情况下,在柴油中难以分散,因此粘切和动塑比较低,说明本发明产品在分散性能和提黏切性能方面具有突出的技术优势。

实施例2

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的500mL口烧瓶中,加入9.05g辛基酚聚氧乙烯醚、6.79g十二烷基苯磺酸钠、226.3g蒸馏水和0.28g偶氮二异丁腈,在40℃下搅拌均匀成水相;称取3.5g苯乙烯、53.08g甲基丙烯酸二十二酯和0.45g对二乙烯基苯,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,30min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化1hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至85℃,加入0.50g过氧化氢,反应6h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式III结构:

实施例3

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的500mL口烧瓶中,加入4.35g聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、2.90g十二烷基硫酸钠、145.2g蒸馏水和0.44g偶氮二异庚腈,在40℃下搅拌均匀成水相;称取56.23gα-甲基苯乙烯、8.18g丙烯酸甲酯、80.83g丙烯酸癸酯和0.87g二甲基丙烯酸乙二醇酯,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,30min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化1.5hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至80℃,加入1.02g过硫酸钾,反应7h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式IV结构:

实施例4

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入14.26g聚乙二醇单月桂酸酯、9.51g十六烷基三甲基溴化铵、475.50g蒸馏水和1.48g过氧化二苯甲酰,在40℃下搅拌均匀成水相;称取127.81g苯乙烯、104.46g甲基丙烯酸己酯、260.56g丙烯酸癸酯和2.96g二甲基丙烯酸1.4-丁二醇酯,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,45min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至75℃,加入3.45g过硫酸铵,反应8h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式V结构:

实施例5

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入14.52g辛基酚聚氧乙烯醚、9.68g十六烷基三甲基溴化铵、484.03g蒸馏水和1.45g偶氮二异丁醚盐酸盐,在40℃下搅拌均匀成水相;称取29.96g苯乙烯、454.07g甲基丙烯酸二十二酯和2.90g N,N亚甲基双丙烯酰胺,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,50min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至70℃,加入3.38g叔丁基过氧化氢,反应9h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式VI结构:

实施例6

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入22.82g聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、15.22g十二烷基硫酸钠、760.75g蒸馏水和0.98g偶氮二异丁醚盐酸盐,在40℃下搅拌均匀成水相;称取55.98gα-甲基苯乙烯、40.32g甲基丙烯酸己酯、100.58g丙烯酸癸酯和1.58g N,N亚甲基双丙烯酰胺,在40℃下搅拌均匀成油相;

将所述油相缓慢滴加进水相,40min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至85℃,加入1.77g过硫酸铵,反应6h后停止,得到油分散型聚合物。

对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式VII结构:

实施例7~18

按照实施例1的步骤,分别制备得到油分散型聚合物,具体物料和反应条件参见表4,表4为实施例7~18的具体物料和反应条件表。

表4实施例7~18的具体物料和反应条件表

实施例19

分别对实施例2~4、6、8、9、12、13和15所得产物的增黏提切性能进行评价,评价条件为:在300mL 0#柴油中加入4%所得产物,分别在150℃下滚动老化16h,然后于60℃分别测定流变性。结果参见表5,表5为实施例2~4、6、8、9、12、13和15所得产物在柴油中的性能。

表5实施例2~4、6、8、9、12、13和15所得产物在柴油中的性能

从表5可知,本申请制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,适用于无土相油基钻井液。另外,本发明提供的合成方法简单且污染较小。

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