本发明涉及一种防水锁剂及其制备方法，属于钻井液添加剂
技术领域：
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背景技术：
：低孔、低渗油气藏一般具有泥质胶结物含量高、含水饱和度高、毛细管压力高、水敏性强及孔喉细小、渗透性差、结构复杂、油气流动阻力大等特点。大量研究表明，水锁损害是该类型储层最主要，也是最严重的损害类型，损害率一般为70%～90%。钻井液是与储层接触的第一种外来流体，其滤液侵入储层会造成水锁损害，使储层的含水饱和度增加，油、气相渗透率降低，防水锁剂是钻井液体系中使用的一种重要添加剂，通过降低钻井液滤液表面张力，防止钻井液滤液侵入地层造成水锁。降低水锁效应是保护低孔、低渗油气藏的重要措施。目前常用的防水锁剂有：op-10、abs和tween等表面活性剂，但是，对于低孔、低渗透等地质条件复杂的油气储层，这些防水锁剂不能有效降低滤液的表面张力和油水界面张力，以提高气相相对渗透率。因此，亟待寻找一种能有效降低滤液表面的张力和油水界面能力，从而提高油、气相渗透率的防水锁剂。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前传统的防水锁剂不能有效降低滤液表面的张力和油水界面张力，导致油、气相渗透率低的问题，提供了一种防水锁剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种防水锁剂，其特征在于，包括如下重量份数的原料，40～45份环己烷、21～25份液体聚丁二烯、20～28份丙烯酰胺、15～20份单硬脂酸甘油酯、12～14份蒸馏水、10～15份β-谷甾醇、4～6份十六烷基三乙基溴化铵、3～5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2～3份过硫酸铵、0.4～0.6份偏钒酸铵、0.1～0.8份氧化钕。所述的液体聚丁二烯的平均分子量为4000～10000。本发明防水锁剂的制备方法包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中进行搅拌，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，在50～60℃下进行预热，再加入过硫酸铵，搅拌；（4）在搅拌结束后，升温至90～105℃，搅拌反应，降温后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置6～9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物进行减压蒸馏，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。所述步骤（4）中降温至温度为70～75℃。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明利用过硫酸铵作为引发剂，单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵作为乳化剂，通过与蒸馏水搅拌混合获得乳化剂，再使用环己烷作为溶剂，在偏钒酸铵及氧化钕的催化作用下，使丙烯酰胺与液体聚丁二烯进行反应聚合，形成高活性表面活性剂，可有效降低滤液表面的张力和油水界面张力；（2）本发明使用β-谷甾醇作为表面活性剂助剂，提高表面活性剂的效率，进一步提高防水锁剂的效率，同时添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷改善结构性能，增加在储层的附着力，更好的达到效果，进而提高防水锁剂的效率。具体实施方式本发明的防水锁剂，包括如下重量份数的原料，40～45份环己烷、21～25份液体聚丁二烯、20～28份丙烯酰胺、15～20份单硬脂酸甘油酯、12～14份蒸馏水、10～15份β-谷甾醇、4～6份十六烷基三乙基溴化铵、3～5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2～3份过硫酸铵、0.4～0.6份偏钒酸铵、0.1～0.8份氧化钕。原料中的液体聚丁二烯的平均分子量为4000～10000。本发明防水锁剂的制备包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中，以900r/min进行搅拌20～30min，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，并升压至0.2～0.4mpa，在50～60℃下以200r/min搅拌预热10～15min，再加入过硫酸铵，搅拌30～35min；（4）在搅拌结束后，升温至90～105℃，搅拌反应8～12h，降温至70～75℃，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置6～9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物放入蒸馏装置中，进行减压蒸馏，压力为0.02～0.04mpa，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，在0℃下静置过夜，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。实例1本发明的防水锁剂，包括如下重量份数的原料，45份环己烷、25份液体聚丁二烯、28份丙烯酰胺、20份单硬脂酸甘油酯、14份蒸馏水、15份β-谷甾醇、6份十六烷基三乙基溴化铵、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份过硫酸铵、0.6份偏钒酸铵、0.8份氧化钕。原料中的液体聚丁二烯的平均分子量为10000。（苏州亨顺达化工科技有限公司生产的，型号为lpb-1）本发明防水锁剂的制备包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中，以900r/min进行搅拌30min，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，并升压至0.4mpa，在60℃下以200r/min搅拌预热15min，再加入过硫酸铵，搅拌35min；（4）在搅拌结束后，升温至105℃，搅拌反应12h，降温至75℃，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物放入蒸馏装置中，进行减压蒸馏，压力为0.04mpa，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，在0℃下静置过夜，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。实例2本发明的防水锁剂，包括如下重量份数的原料，40份环己烷、21份液体聚丁二烯、20份丙烯酰胺、15份单硬脂酸甘油酯、12份蒸馏水、10份β-谷甾醇、4份十六烷基三乙基溴化铵、3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2份过硫酸铵、0.4份偏钒酸铵、0.1份氧化钕。原料中的液体聚丁二烯的平均分子量为4000。（上海东虎实业有限公司生产的，型号为polyvest110）本发明防水锁剂的制备包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中，以900r/min进行搅拌30min，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，并升压至0.4mpa，在60℃下以200r/min搅拌预热15min，再加入过硫酸铵，搅拌35min；（4）在搅拌结束后，升温至105℃，搅拌反应12h，降温至75℃，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物放入蒸馏装置中，进行减压蒸馏，压力为0.04mpa，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，在0℃下静置过夜，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。实例3本发明的防水锁剂，包括如下重量份数的原料，42份环己烷、22份液体聚丁二烯、25份丙烯酰胺、17份单硬脂酸甘油酯、13份蒸馏水、13份β-谷甾醇、5份十六烷基三乙基溴化铵、4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份过硫酸铵、0.5份偏钒酸铵、0.7份氧化钕。原料中的液体聚丁二烯的平均分子量为6000。（上海东虎实业有限公司生产的，型号为polyvest130）本发明防水锁剂的制备包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中，以900r/min进行搅拌30min，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，并升压至0.4mpa，在60℃下以200r/min搅拌预热15min，再加入过硫酸铵，搅拌35min；（4）在搅拌结束后，升温至105℃，搅拌反应12h，降温至75℃，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物放入蒸馏装置中，进行减压蒸馏，压力为0.04mpa，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。实例4本发明的防水锁剂，包括如下重量份数的原料，40份环己烷、25份液体聚丁二烯、26份丙烯酰胺、17份单硬脂酸甘油酯、13份蒸馏水、12份β-谷甾醇、5份十六烷基三乙基溴化铵、4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份过硫酸铵、0.5份偏钒酸铵、0.6份氧化钕。原料中的液体聚丁二烯的平均分子量为6000。（上海东虎实业有限公司生产的，型号为polyvest110）本发明防水锁剂的制备包括如下步骤：（1）按重量份数配比，取原料；（2）将丙烯酰胺、蒸馏水、单硬脂酸甘油酯及十六烷基三乙基溴化铵放入搅拌机中，以900r/min进行搅拌30min，收集搅拌混合物，得乳化液；（3）将乳化液、环己烷、液体聚丁二烯、偏钒酸铵及氧化钕放入反应器中，使用氮气保护，并升压至0.4mpa，在60℃下以200r/min搅拌预热15min，再加入过硫酸铵，搅拌35min；（4）在搅拌结束后，升温至105℃，搅拌反应12h，降温至75℃，再加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，静置9h，冷却至室温，收集反应混合物；（5）将反应混合物放入蒸馏装置中，进行减压蒸馏，压力为0.04mpa，去除蒸馏水和环己烷，收集蒸馏剩余物，在0℃下静置过夜，并进行过滤，收集过滤液，将过滤液与β-谷甾醇搅拌均匀，收集搅拌混合物，即可得防水锁剂。对照例1：东营市某有限公司生产的防水锁剂；对照例2：表面活性剂abs。将实例及对照例的防水锁剂进行测试，具体测试如下：将实例及对照例的防水锁剂配制成质量分数为1%的水溶液，在室温（25℃）下用dsa-100表面张力仪测定其表面张力（与蒸馏水），用tx500-c型超低界面张力仪测定其界面张力（与正十六烷）。其检测结果如表1。表1测试项目实例1实例2实例3实例4对照例1对照例2（abs）表面张力（mn/m）19.518.718.919.222.623.3界面张力（mn/m）0.340.320.330.310.450.49由表1可知，本发明制备的防水锁剂能有效降低表面张力和油水的界面张力，有助于提高油、气相渗透率。当前第1页12