20-100万。聚合物的分子量可通过改变反应温度、引发剂添加量等反应条件控制。反应温 度越高，聚合产物的分子量越低；引发剂的添加量越大，聚合产物的分子量越小。
[0019] 所述的钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂制备方法包括下述步骤：在反应器 中将与烯类磺酸单体等摩尔量的碱性水溶液与烯类磺酸单体混合，然后加入双取代烯类酰 胺和烯类磺酸，用碱调节PH值至7-9,加热物料至反应温度，加入引发剂水溶液引发反应， 反应结束后冷却物料，出料干燥，粉碎得细颗粒状产品。
[0020] 引发剂为氧化体系或者氧化-还原体系。所用氧化剂包括：过硫酸钠、过硫酸钾、 过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈。所用还原剂包括：亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫 酸钠。引发剂加量为单体总质量的0. 01-0. 5%。
[0021] 聚合反应温度为30_75°C，聚合反应时间为0. 5_6h，碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢 氧化铵。
[0022] 聚合反应可在空气或惰性气体氛围反应。惰性气体包括：氮气、氩气、氦气。在空 气氛围反应，由于空气中氧具有捕集自由基能力，阻碍聚合反应进行，或延长聚合反应诱导 期。因此空气氛围反应需要更高的反应温度或加量更大的引发剂。优选地，聚合反应在氮 气氛围反应。
[0023] 本发明的钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂分子结构中双取代酰胺侧链由 于空间位阻效应，耐高温抗水解能力强；环状取代基在高温下不易断链、水解；大的磺酸侧 基不仅使聚合物耐高温，而且改善了聚合物在盐水溶液中的溶解性，提高了聚合物的耐盐 性能。通过调节聚合物的分子量，达到调节钻井液体系的流变性的能力。
[0024] 本发明的降滤失剂可以用于耐高温高压钻井液体系中。在油田现场使用时，可向 泥浆池中加入〇. 1 %~2. 0% (w/v)(基于泥浆总体积）的降滤失剂。
[0025] 本发明的降滤失剂耐温耐压能力强，可适用于200°C以上高温。应用于I. 8g/cm3以上密度的钻井液中，流变性能良好；具有优良的抗盐能力。
[0026] 实施例1
[0027] 将3. 73g NaOH加入装有95g水的反应瓶中，搅拌溶解。冷却后，在搅拌条件下加入 19. 33g AMPS，搅拌溶解。然后加入17. IOgDMM和4. 29g VHA，搅拌使之溶解，并用10% (w/ w) NaOH溶液调节溶液的pH调至7-8。向反应瓶通入氮气，同时加热物料温度至40°C。称取 1.5g 1 %亚硫酸氢钠水溶液和3. 4g 1 %过硫酸按水溶液，依次加入反应瓶引发反应。反应 2h后，出料得聚合物凝胶。将所得产物经剪切造粒，于105°C下烘干粉碎，得白色粉末状聚 合物颗粒。重均分子量124万。
[0028] 实施例2
[0029] 将3. 73g NaOH加入装有90g水的反应瓶中，搅拌溶解。冷却后，在搅拌条件下加 入19. 33g AMPS，搅拌溶解。然后加入12. 83gDMAM和8. 55g VHA，搅拌使之溶解，并用10% (w/w)NaOH溶液调节溶液的pH调至7-8。向反应瓶通入氮气，同时加热物料温度至50°C。 称取3. Ig 1 %亚硫酸氢钠水溶液和6. 8g 1 %过硫酸按水溶液，依次加入反应瓶引发反应。 反应4h后，出料得聚合物凝胶。将所得产物经剪切造粒，于105°C下烘干粉碎，得白色粉末 状聚合物颗粒。重均分子量60万。
[0030] 实施例3
[0031] 将4. 85g NaOH加入装有86. 5g水的反应瓶中，搅拌溶解。冷却后，在搅拌条件下 加入25. 13g AMPS，搅拌溶解。然后加入8. 55gDMAM和6. 41g VHA，搅拌使之溶解，并用10% (w/w)NaOH溶液调节溶液的pH调至7-8。向反应瓶通入氮气，同时加热物料温度至60°C。 称取13. 6g 1%过硫酸铵水溶液，加入反应瓶引发反应。反应3h后，出料得聚合物凝胶。将 所得产物经剪切造粒，于l〇5°C下烘干粉碎，得白色粉末状聚合物颗粒。重均分子量48万。
[0032] 实施例4性能评价
[0033] 按下表配制不同钻井液。测试了不加聚合物和加不同条件合成聚合物样品降滤 失剂的钻井液性能，以对比性能差异。将各材料依次加入高搅杯中，同时以IlOOOrpm的速 度高搅，材料加完后，继续搅拌60min使材料分散均匀。用六速粘度计测试钻井液于50°C的 流变性能。然后装入老化罐中，于200°C的滚子炉中热滚16h，冷却后用六速粘度计测试热 滚后钻井液于50°C的流变性能以及高温高压滤失量（170°C，3450KPa)。实验结果见下表。
[0034]
[0035] 备注：BHR代表热滚前，AHR代表热滚后。
【主权项】
1. 一种钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂，其特征在于所述降滤失剂由1-50% 的双取代烯类酰胺、5-90 %的烯类磺酸和1-50 %的烯类内酰胺共聚而成。2. 所述双取代烯类酰胺选自二甲基丙烯酰胺（DMM)、二乙基丙烯酰胺（BEAM);所述烯 类磺酸选自乙烯磺酸（VS)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)及其钾、钠和胺盐；所述 烯类内酰胺选自乙烯基丁内酰胺（VBA)、乙烯基戊内酰胺（VPA)、乙烯基己内酰胺（VHA)。3. 所述的钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂的重均分子量为5-300万，优选 20-100万。聚合物的分子量可通过改变反应温度、引发剂添加量等反应条件控制。反应温 度越高，聚合产物的分子量越低；引发剂的添加量越大，聚合产物的分子量越小。4. 所述的钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂制备方法包括下述步骤：在反应器 中将与烯类磺酸单体等摩尔量的碱性水溶液与烯类磺酸单体混合，然后加入双取代烯类酰 胺和烯类磺酸，用碱调节PH值至7-9,加热物料至反应温度，加入引发剂水溶液引发反应， 反应结束后冷却物料，出料干燥，粉碎得细颗粒状产品。5. 所述的引发剂为氧化体系或者氧化-还原体系。所用氧化剂包括：过硫酸钠、过硫 酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈。所用还原剂包括：亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦 亚硫酸钠。引发剂加量为单体总质量的〇. 01-0. 5%。
【专利摘要】本发明涉及石油钻井过程使用的钻井液用耐高温高压聚合物降滤失剂及其制备方法，主要用于钻井液体系。本发明的钻井液用耐高温高压聚合物类降滤失剂分子结构中双取代酰胺侧链由于空间位阻效应，耐高温抗水解能力强；环状取代基在高温下不易断链、水解；大的磺酸侧基不仅使聚合物耐高温，而且改善了聚合物在盐水溶液中的溶解性，提高了聚合物的耐盐性能。通过调节聚合物的分子量，达到调节钻井液体系的流变性的能力。本发明的降滤失剂耐温耐压能力强，可适用于200℃以上高温。应用于1.8g/cm3以上密度的钻井液中，流变性能良好；具有优良的抗盐能力。
【IPC分类】C08F226/06, C09K8/035, C08F220/58
【公开号】CN104927803
【申请号】CN201510204289
【发明人】耿铁, 邱正松, 夏小春, 王伟吉
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年4月24日