本发明涉及一种石油钻井液助剂，具体是一种钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。本发明还涉及所述钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法。
背景技术：
在复杂地区石油勘探开发过程中,井壁失稳和储层伤害已成为国际性技术难题。钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层是造成井壁失稳和储层损害的主要原因,为了阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层,使钻井液体系在泥页岩等地层井壁成膜以稳定井壁，成膜剂(即聚膜剂)是阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层的关键处理剂。
发明人检索到以下相关专利文献：cn107602771a公开了一种适用于煤层气钻井的成膜剂及其制备方法和钻井液与应用，成膜剂的制备方法包括：在聚氨酯催化剂存在下，将聚己内酯二醇和二异氰酸酯进行第一聚合反应，得到两端由二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；将所述第一聚合反应的产物和多元醇进行扩链反应；将所述扩链反应的产物和部分丙烯酸羟烷基酯类单体进行加成反应，而后再引入另一部分的丙烯酸羟烷基酯类单体和苯乙烯类单体，并在水中进行乳化，以得到乳液；将自由基引发剂与所述乳液进行混合，并进行第二聚合反应。cn104910877a公开了一种成膜剂组合物和成膜剂以及钻井液及其应用,成膜剂组合物包括：至少一种改性酚醛树脂；至少一种疏水单体；至少一种丙烯酸酯；以及至少一种环氧树脂；其中,所述改性酚醛树脂为环氧改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂和有机硅改性酚醛树脂中的至少一种；所述疏水单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯系化合物和丙烯酸全氟烷基酯中至少一种。cn1818006a公开了一种钻井液用本发明提供一种钻井液用井眼稳定成膜剂及其制备方法，所述的成膜剂由如下重量份配比的原料组成：植酸盐22～26、乙酸基盐30～35、羟甲基类化合物的同系物12-17。所述的成膜剂的制备方法是先向容器中加入羟甲基类化合物的同系物,搅拌,升温至49-58℃；然后加入乙酸基盐,搅拌1～2小时,静置5～8小时；再加入植酸盐,升温至92-100℃,静置10～60分钟,搅拌1～3小时即成。cn106398671a公开了一种纤维塑凝固化剂,由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维2～4％,木质纤维1～3％,云母粉3～7％,石膏2～4％,油井g级水泥85～92％。该技术方案中矿物纤维、木质纤维和云母粉三者搭配,不同的纤维长度、不同的形状结构,进入漏层裂缝或空隙后,能够形成桥塞结构,在近井壁地带形成堵塞,降低漏失速度。
以上这些技术对于如何使钻井液用聚(成)膜剂乳化改性纤维能够解决现在钻井过程中无法有效降渗、稳定井壁和保护储层性能差的问题，同时该聚(成)膜剂乳化改性纤维能有效降低对储层的污染，并未给出具体的指导方案。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用聚膜剂(即成膜剂)乳化改性纤维，它能够解决现在钻井过程中无法有效降渗、稳定井壁和保护储层性能差的问题，同时该聚膜剂乳化改性纤维具有较强的生物降解性，能有效降低对储层的污染。
为此，本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液用聚膜剂乳化改性纤维(或者说是钻井液用成膜剂乳化改性纤维，或者说是作为钻井液聚膜剂用的乳化改性纤维,所述聚膜剂即为成膜剂)，其技术方案在于它是由下述重量配比(重量份数，质量份数)的原料制成的：苯乙烯15份～20份，丙烯酸丁酯20份～30份，引发剂1份～3份，乳化剂3份～6份，水性环氧树脂10份～15份，水溶性纤维20份～30份，清水25份～35份。所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或两种以任意比例形成的组合物(即组合，或者说是混合物)。所述的乳化剂采用np-10乳化剂、tx-10乳化剂中的一种或两种以任意比例形成的组合物(即组合，或者说是混合物)。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至80℃～90℃，开启搅拌，再(往反应釜内)加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2～2.5h(2～2.5小时)，温度为80℃～90℃，最后将乳液(即所得产物)完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到(步骤①所得的)乳液中，然后混合搅拌均匀，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的步骤①中搅拌速率最好为50～100r/min，步骤②中搅拌速率最好为50～100r/min。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯15份，丙烯酸丁酯20份，引发剂1份，乳化剂6份，水性环氧树脂15份，水溶性纤维30份，清水35份；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠两种原料的组合(组合物)，过硫酸钾与过硫酸钠的重量之比为1∶1.5；所述的乳化剂为np-10乳化剂与tx-10乳化剂两种原料的组合(组合物)，np-10乳化剂与tx-10乳化剂的重量之比为1∶1.5。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至80℃，开启搅拌，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2.5h，温度为80℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂(即np-10乳化剂与tx-10乳化剂)、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯18份，丙烯酸丁酯25份，引发剂2份，乳化剂5份，水性环氧树脂13份，水溶性纤维25份，清水30份；所述的引发剂为过硫酸钾；所述的乳化剂为tx-10乳化剂。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至85℃，开启搅拌，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2.5h，温度为85℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯20份，丙烯酸丁酯30份，引发剂3份，乳化剂3份，水性环氧树脂10份，水溶性纤维20份，清水25份；所述的引发剂为过硫酸钠；所述的乳化剂为np-10乳化剂与tx-10乳化剂两种原料的组合(组合物)，np-10乳化剂与tx-10乳化剂的重量之比为1∶2。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至90℃，开启搅拌，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2h，温度为90℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
本发明的聚乳化改性纤维达到了良好的性能效果，参见本说明书后面的表1，本发明的聚膜剂乳化改性纤维性能为：胶体稳定性≥90％，固含量≥30％，ph值为7～9，滤饼渗透降低率≥50％。本发明的聚乳化改性纤维与现有技术比较具有以下有益效果：(1)所述聚膜剂乳化改性纤维具有良好的降渗效果、承压能力、与钻井液体系的配伍性、油层保护性能，能抗160℃以上高温，满足了油田钻井要求,实现了钻井过程中的储层保护。优于市面同类产品；(2)所述聚膜剂乳化改性纤维制备工艺(制备过程)简单，易于实施，生产成本低；(3)所述聚膜剂乳化改性纤维无毒、无害、自然条件下能自然缓慢降解，能很好的保护油气层。
综上所述，本发明解决了现在钻井过程中油层保护性能差、生产成本高、工艺复杂的问题，同时该聚膜剂乳化改性纤维具有较强的生物降解性，有效降低了对储层的污染。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于发明中的实施例，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。
实施例1：本发明所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯15份，丙烯酸丁酯20份，引发剂1份，乳化剂6份，水性环氧树脂15份，水溶性纤维30份，清水35份；所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠两种原料的组合(组合物)，过硫酸钾与过硫酸钠的重量之比为1∶1.5；所述的乳化剂为np-10乳化剂与tx-10乳化剂两种原料的组合(组合物)，np-10乳化剂与tx-10乳化剂的重量之比为1∶1.5。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至80℃，开启搅拌(搅拌速率为75～90r/min)，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2.5h，温度为80℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂(即np-10乳化剂与tx-10乳化剂)、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀(搅拌速率为75～90r/min)，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
实施例2：本发明所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯18份，丙烯酸丁酯25份，引发剂2份，乳化剂5份，水性环氧树脂13份，水溶性纤维25份，清水30份；所述的引发剂为过硫酸钾；所述的乳化剂为tx-10乳化剂。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至85℃，开启搅拌(搅拌速率为70～80r/min)，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2.5h，温度为85℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀(搅拌速率为70～80r/min)，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
实施例3：本发明所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维是由下述重量配比的原料制成的：苯乙烯20份，丙烯酸丁酯30份，引发剂3份，乳化剂3份，水性环氧树脂10份，水溶性纤维20份，清水25份；所述的引发剂为过硫酸钠；所述的乳化剂为np-10乳化剂与tx-10乳化剂两种原料的组合(组合物)，np-10乳化剂与tx-10乳化剂的重量之比为1∶2。
所述的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维的制备方法包括如下工艺步骤：①制备乳液：按上述重量配比在反应釜内加入苯乙烯、丙烯酸丁酯，缓慢加热至90℃，开启搅拌(搅拌速率为50～65r/min)，再加入引发剂进行乳液聚合反应，乳液聚合反应时间为2h，温度为90℃，最后将乳液完全冷却至室温；②制备聚膜剂乳化改性纤维：将乳化剂(即np-10乳化剂与tx-10乳化剂)、水性环氧树脂、水溶性纤维、清水加入到乳液中，然后混合搅拌均匀(搅拌速率为50～65r/min)，所得产物即为钻井液用聚膜剂乳化改性纤维。
以下为本发明的试验部分：
本发明的钻井液用聚膜剂乳化改性纤维可适用不同工况的油田开采钻井液体系。在钻井液体系中的用量根据实际的钻井地质条件而定，不同区块的地质条件决定了聚膜剂乳化改性纤维加量的不同，如在我国鄂尔多斯盆地东缘煤层气钻井过程中，聚膜剂乳化改性纤维的加量一般为2％～6％(重量百分比)。
表1为(以上)各实施例制备的聚膜剂乳化改性纤维性能测定结果。
表1各实施例制备的聚膜剂乳化改性纤维性能测定结果
由表1可知：本发明各实施例制备的聚膜剂乳化改性纤维均能达到良好的性能效果。与已有相关的聚膜剂相比，本发明(以上各实施例)的制造成本皆降低了20％以上。
本发明的聚膜剂乳化改性纤维与现有技术比较具有以下有益效果：
(1)所述聚膜剂乳化改性纤维具有良好的降渗效果、油层保护性能，能抗160℃以上高温(实施例1制得的聚膜剂乳化改性纤维能抗165℃以上高温)，与钻井液体系的配伍性好，能满足油田钻井要求,实现了钻井过程中的储层保护；(2)所述聚膜剂乳化改性纤维制备过程简单，易于实施，生产成本低；(3)所述聚膜剂乳化改性纤维无毒、无害，自然条件下能自然缓慢降解，能很好的保护油气层。
综上所述，本发明解决了现在钻井过程中无法有效降渗、稳定井壁和保护储层性能差、生产成本高、工艺复杂的问题，同时该聚膜剂乳化改性纤维具有较强的生物降解性，有效降低了对储层的污染。