一种钻井液用降滤失剂AMPS-DMC共聚物及其制备方法与流程

本发明属于钻井液用处理剂技术领域，尤其是涉及一种钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物tcj-2及其制备方法。

背景技术：

吐鲁番盆地地层中，吐哈油田第三系至齐古组地层含有大段膨胀性泥岩，大部分区块第三系存在盐膏层，泥岩易水化膨胀、分散，造浆能力强，盐膏层易缩径，导致井下复杂；部分区块(如玉北、英也尔)下部地层水敏性泥岩分散造浆严重，常规聚合物和聚磺钻井液体系难以满足优快钻井的需要。

吐哈油田英也尔、玉北区块和三塘湖地区勘探开发过程中，在大位移定向井深井段的钻井作业中，井眼稳定性差、环空悬砂携砂和井眼清洁能力差，施工难度大等问题，目前采用的传统水基和油基钻井液都克服不了大位移定向井段的复杂问题。基于钻井施工中存在的问题，有必要从钻井液入手，着力研究适合于该区块的钻井液处理剂，确保英也尔、玉北区块和三塘湖地区勘探开发钻井顺利进行。

技术实现要素：

本发明提供一种钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到：褐煤20～50份、碳酸二甲酯(dmc)10～30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)10～20份，苯酚10～25份、甲醛10～20份、氢氧化钠10～20份、水5～20份、纯碱5～10份、阳离子单体5～10份。

优选地，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到:褐煤30～40份、碳酸二甲酯(dmc)10～30份、amps10～20份，苯酚10～15份、甲醛15～20份、氢氧化钠10～20份、水5～15份、纯碱5～10份、阳离子单体5～10份。

其中，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物中，所述褐煤选用精制腐殖酸，其腐殖酸含量大于60％，例如大于65％，大于75％。

其中，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物中，所述阳离子单体为季铵盐，所述季铵盐为二甲基二烯丙基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵的一种或两种。

其中，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物中，所述水为普通自来水。

进一步的，本发明还提供上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)提纯：在常温条件下，在反应釜中加入水、褐煤、纯碱和氢氧化钠，碱化提纯褐煤，提纯完成后取上清液备用；

(2)反应接枝聚合：取上述上清液，转入高温反应釜，分别加入苯酚、甲醛、碳酸二甲酯、amps和阳离子单体，搅拌30～60min，升温至130～150℃，保温反应4～8h，然后放料，将反应好的物料放入沉淀池进行沉淀，沉淀6h以上，取上清液进行喷雾干燥，然后粉碎，计量，包装，检测，入库。

其中，上述制备方法步骤(1)中，所述碱化提纯褐煤的条件为在常温下反应30～60min，然后沉淀2～4h。

本发明的有益效果是：

现有的降滤失剂主要为磺化褐煤树脂类，本申请优选出钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物结合原有产品优势的基础上引入阳离子基团，该产品既具有阳离子的强聚结效应，又有褐煤树脂类产品的抗高温抗盐降滤失作用。该产品可在淡水、硬水、盐水中均可使用；并适用于水敏性地层(高岭土、蒙脱土)，效能高，配制简单，成本低等优点。本产品抗盐可到4％以上，抗温可到150℃以上，并且，该产品的阳离子度在1mmol/l以上。

本发明产品是一种新型的阳离子抗高温抗盐降滤失剂，和普通的降滤失剂相比，主要表现在：

1、具有良好的抗温性能，单剂抗温150℃以上，加入钻井液体系也可抗温150℃以上。

2、具有良好的抗盐性能，单剂抗盐达4％以上。

3、具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，应用更加广泛。

4、引入的阳离子基团，具有阳离子的强聚结效应，又具有高聚物对膨胀性粘土表面的吸附成膜作用，更有利于吸附泥浆中的固相颗粒。

附图说明

图1是本发明提供的钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物制备方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到：褐煤20～50份、碳酸二甲酯(dmc)10～30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)10～20份，苯酚10～25份、甲醛10～20份、氢氧化钠10～20份、水5～20份、纯碱5～10份、阳离子单体5～10份；

所述褐煤选用精制腐殖酸，其腐殖酸含量大于60％，例如大于65％，大于75％；所述阳离子单体为季铵盐，所述季铵盐为二甲基二烯丙基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵的一种或两种。

优选地，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物，其由包含以下重量份数的原料制备得到:褐煤30～40份、碳酸二甲酯(dmc)10～30份、amps10～20份，苯酚10～15份、甲醛15～20份、氢氧化钠10～20份、水5～15份、纯碱5～10份、阳离子单体5～10份。

其中，上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物中，所述水为普通自来水。

进一步的，本发明还提供上述钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)提纯：在常温条件下，在反应釜中加入水、褐煤、纯碱和氢氧化钠，碱化提纯褐煤，在常温下反应30～60min，然后沉淀2～4h，后取上清液备用；

(2)反应接枝聚合：取上述上清液，转入高温反应釜，分别加入苯酚、甲醛、碳酸二甲酯、amps和阳离子单体，搅拌30～60min，升温至130～150℃，保温反应4～8h，然后放料，将反应好的物料放入沉淀池进行沉淀，沉淀6h以上，取上清液进行喷雾干燥，然后粉碎，计量，包装，检测，入库。

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例1

本实施例提供的钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物tcj-2，以重量份数计，包括：精制腐殖酸(腐殖酸含量65％)30份，碳酸二甲酯(dmc)10份、amps10份，苯酚10份、甲醛15份、氢氧化钠10份、水2000份、纯碱5份、阳离子单体-二甲基二烯丙基氯化铵5份。

制备方法如下：

(1)提纯：在常温条件下，在反应釜中加入水、褐煤、纯碱和氢氧化钠，碱化提纯褐煤，在常温下反应50min，然后沉淀3h，取上清液备用。

(2)反应接枝聚合：取提纯液，转入高温反应釜，分别加入苯酚、甲醛、碳酸二甲酯(dmc)、amps和二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌50分钟。升温至140℃，保持温度不变，反应6h，然后放料，将反应好的物料放入沉淀池进行沉淀，沉淀10h，取上清液进行喷雾干燥，然后粉碎，计量，包装，检测，入库。

本实施例生产的钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物tcj-2检测结果见表1。

表1.

备注：理化性能是在150℃下老化16h测的数据。

实施例2

本实施例提供的钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物tcj-2，以重量份数计，包括：精制腐殖酸(腐殖酸含量72％)25份，碳酸二甲酯(dmc)12份、amps12份，苯酚10份、甲醛15份、氢氧化钠10份、水2000份、纯碱5份、阳离子单体-十八烷基三甲基氯化铵6份。

制备方法如下：

(1)提纯：在常温条件下，在反应釜中加入水、褐煤、纯碱和氢氧化钠，碱化提纯褐煤，在常温下反应40min，然后沉淀4h，取上清液备用。

(2)反应接枝聚合：取提纯液，转入高温反应釜，分别加入苯酚、甲醛、碳酸二甲酯(dmc)、amps和十八烷基三甲基氯化铵，搅拌50分钟。升温至140℃，保持温度不变，反应6h，然后放料，将反应好的物料放入沉淀池进行沉淀，沉淀8h，取上清液进行喷雾干燥，然后粉碎，计量，包装，检测，入库。

本实施例生产的钻井液用降滤失剂amps-dmc共聚物tcj-2检测结果见表2。

表2.

备注：理化性能是在150℃下老化16h测的数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。