入20g钙膨润土和5g无水Na2CO3,简称2#)、盐水基浆（在 1000mL6 %的钠膨润土基浆中加入4%的NaCl)、饱和盐水基浆（在1000mL6%的钠膨润土 中加入NaCl至饱和）、复合盐水基楽（在1000 mL蒸馈水中加入45gNaCl，5g无水CaCl 2, 13gMgCl2 · 6H20,150g钙膨润土和9g无水Na2CO3)、含钙盐水基浆（在1000 mL蒸馏水中加 入 100gNaCl，40g 无水 CaCl2,40g 抗盐土）。
[0083] 下述的钻井液分别由对应的基浆加入聚合物而得。聚合物的计量基于基浆计。下 述实例中所用的共聚物为实施例1的样品。
[0084] 共聚物在不同钻井液中的效果
[0085] 将所合成的实施例1样品加入不同基浆中，高速搅拌5min，于室温下养护24h，进 行测试。
[0086] 表1合成共聚物在淡水钻井液（使用淡水基浆1#)中的效果
[0093] 表4合成共聚物在复合盐水钻井液中的效果
[0094]
[0095] 表1-4是共聚物在不同类型钻井液中的效果。从表1可看出，共聚物在淡水钻井 液中，当加量为〇. 3%时，就可使钻井液的滤失量由基浆的29mL降至9mL，从表观粘度和动 切力可以看出，共聚物还具有较强的提粘切能力。从表2结果可见，合成共聚物在饱和盐水 钻井液中当加量为I. 〇 %时，就可使钻井液的滤失量由基浆的89. 5mL降至12mL，表明共聚 物具有较强的抗盐能力。表3表明合成共聚物在含钙盐水钻井液中也具有较强的降滤失作 用，当加量为1. 〇%时，就可使钻井液的滤失量由基浆的214mL降至16mL。从表4可看出合 成共聚物在复合盐水钻井液中同样具有较强的降滤失能力，当加量为0. 5%时，就可使基浆 滤失从93mL降至12mL，同时也表现出了较强的提高粘切能力。
[0096] 抗温试验
[0097] 表5是含有合成共聚物的淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液和复合盐水 钻井液经150°C高温滚动老化16h前后钻井液性。从表5可见，用AM/AMPS/AA/HMOPTA共聚 物所处理的淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、含钙盐水钻井液、复合盐水钻井液 经150°C高温滚动16h前后滤失量变化不大，说明所合成共聚物具有较强的抗温能力。
[0098] 表5不同类型钻井液150°C /16h滚动老化前后钻井液性能
[0100] 防塌能力
[0101] 淡水基浆2#中加入不同量的共聚物样品并加入10wt%的钙膨润土（钙膨润土的 加入量基于淡水基浆计），经过150°C滚动16h后测钻井液的流变性能，结果见表6。表6表 明，当共聚物加量为〇. 2%时，表观粘度上升率为3. 4%，说明共聚物在0. 2wt %加量时即可 有效地抑制膨润土的分散，证明共聚物具有较强的抑制膨润土分散能力。
[0102] 表6共聚物对膨润土的抑制性实验
[0104] 表7页岩滚动回收率试验（实验所用页岩样为马12井井深2700m处的岩屑）。
[0105] 表7页岩滚动回收率试验结果
[0107] 从表7中可以看出，采用本发明提供的共聚物，得到的页岩滚动回收率明显高于 现有技术中常用的两性离子聚合物降滤失剂FA-367 (四川华油）和SCP-2000 (河南辉县振 兴化工厂），进一步证明聚合物具有较强的抑制防塌能力。
[0108] 合成共聚物在井浆中的效果
[0109] 表8是共聚物在中原油田胡7-294井井深2639米的井浆中的效果。
[0110] 表8在井浆中的效果
[0111]
[0112] 井浆性能：密度I. 18g/cm3、粘度70s、失水5mL、切力4· 0/8. OPa、pH为9、 (：1-502511^/1、固含量10%、土般含50.(^/1、含砂量0.3%，所用聚合物为1(^^1、順 4^^~ 等。
[0113] 从表8可以看出，3#为将胡7-294井浆同饱和盐水按1 :1混配；4#将胡7-294井 楽同含〇· 5wt% CaCl2、0. 5wt% MgCl2和4wt% NaCl的复合盐水按1 :1混配。无论是3#还 是4#经150°C /16h高温老化后，失水变大，表现出抗温性很差。在经过盐污染后的井浆中 加入合成共聚物后，经150 C /16h商温老化后性能稳定，能够?两足深井商温条件下的抗温 要求，表明所合成共聚物具有较好的耐温抗盐性能。
[0114] 由以上数据可以得知，共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液和复合 盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用，抗温、抗盐和抗钙污染能力强，同时具有较强的抑 制页岩水化膨胀的能力，较高的相对回收率表明合成的共聚物具有良好的长期稳定效果， 用作钻井液处理剂有利于控制地层造浆、保护油气层。
[0115] 应当注意的是，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。
【主权项】
1. 一种两性离子聚合物，其结构式如下所示：式中，Ri选自氢原子和的烷基；R2和R3独立地为的烷基；R4为含1-4个碳原 子亚烷基；R5为含1-4个碳原子的取代或未取代的亚烷基；P选自氢原子、甲基和CH2C00M; X选自0和NH;R6和R7各自独立地选自H和CfC12的烷基；n为1-4的整数；M选自氢和金 属；R8和R9各自独立地选自H和的烷基；Q选自H和C(CH3) 2CH2C00M。2. 根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，a:b:c:d为 (5-25):(5-30):(5-30): (15-55)〇3. 根据权利要求1或2所述的聚合物，其特征在于，&选自氢原子和甲基;M选自氢和 碱金属，优选选自氢、锂、钾和钠；私和私选自甲基和乙基；R4选自亚甲基和亚乙基；R5选自 亚丙基和亚轻丙基；Rs和馬选自氧、甲基和异丙基。4. 一种制备权利要求1-3中任意一项所述聚合物的方法，包括：在弱碱性条件下将单 体A、单体B、单体C以及单体D的水溶液在水溶性偶氮引发剂和氧化-还原引发剂的作用 下进行聚合；其中，&选自氢原子和的烷基；R2和R3独立地为的烷基；R4为含1-4个碳原 子亚烷基；R5为含1-4个碳原子的取代或未取代的亚烷基；P选自氢原子、甲基和CH2C00M; X选自0和NH;R6和R7各自独立地选自H和CfC12的烷基；n为1-4的整数；M选自氢和金 属；R8和R9各自独立地选自H和的烷基；Q选自H和C(CH3) 2CH2C00M。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单体A、单体B、单体C和单体D的摩 尔比为（5-25) : (5-30) : (5-30) : (15-55)。6. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在，&选自氢原子和甲基；M选自氢和碱金 属，优选选自氢、锂、钾和钠；私和私选自甲基和乙基；R4选自亚甲基和亚乙基；R5选自亚丙 基和亚轻丙基；R8和R9选自氧、甲基和异丙基。7. 根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述水溶性偶氮引发剂选 自二异丁咪唑啉盐酸盐，偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉； 基于单体A、B、C和D总重量，优选所述水溶性偶氮引发剂的加入量为0. 05-0. 5wt%。8. 根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述氧化-还原引发体系 为过硫酸盐-还原剂体系，所述过硫酸盐优选选自过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠，所述还 原剂优选选自亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠和硫代硫酸钠；基于单体A、B、C和D总重 量，优选氧化-还原引发体系的加入量为〇.l〇_〇. 75wt%。9. 根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述弱碱性的pH值为 6. 0-9. 0 ;优选所述聚合的起始温度为10-40°C，优选所述聚合的反应时间为l_12h。10. 根据权利要求1-3任意一项所述的两性离子聚合物或权利要求4-9中任意一项所 述方法制备的两性离子聚合物在石油开采中的应用，优选作为钻井液处理剂的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种两性离子聚合物，其结构式如下所示：式中，R1选自氢原子和C1-C4的烷基；R2和R3独立地为C1-C4的烷基；R4为含1-4个碳原子亚烷基；R5为含1-4个碳原子的取代或未取代的亚烷基；P选自氢原子、甲基和CH2COOM；X选自O和NH；R6和R7各自独立地选自H和C1-C12的烷基；n为1-4的整数；M选自氢和金属；R8和R9各自独立地选自H和C1-C4的烷基；Q选自H和C(CH3)2CH2COOM。本发明的两性离子聚合物兼顾抗温抗盐性能，具有良好的降滤失性能和抑制防塌性的两性离子聚合物，且所述的聚合物仍然具有较强的护胶能力。
【IPC分类】C08F220/06, C08F222/38, C09K8/035, C08F222/02, C08F220/54, C08F220/58
【公开号】CN105017473
【申请号】CN201410183430
【发明人】杨小华, 王中华, 林永学, 王琳
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月30日