[发明专利]一种耐高温水基钻井液提切剂及其制备方法

说明书

本发明涉及石油钻井工作液领域的一种耐高温水基钻井液提切剂及其制备方法。所述一种耐高温水基钻井液提切剂，包含共聚的以重量百分比计的以下组分：(1)40％～80％的单体A；(2)10％～20％的单体B；(3)5％～20％的单体C；(4)5％～20％的单体D；所述单体A选自丙烯酰胺、N,N‑二甲基丙烯酰胺、异丁基丙烯酰胺和丙烯腈中至少一种；所述单体B选自N‑乙烯基吡咯烷酮；所述单体C选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中至少一种；所述单体D选自两亲性大分子单体C18PEGMA；本发明的耐高温水基钻井液用提切剂具有良好的提切性能和耐温性能，耐温能力可达到150℃，可作为石油钻井工作液的提切剂，提高工作液对减轻剂或加重剂的悬浮稳定能力以及增强体系的携岩能力和井眼净化能力。

技术领域

本发明涉及石油钻井工作液领域，更进一步说，涉及一种耐高温水基钻井液提切剂及其制备方法。

背景技术

提切剂是钻井液的一种核心处理剂，其主要作用是提升钻井液体系的切力，增强钻井液的岩屑携带能力，提高钻井液的井眼净化效果。此外，在低密度或高密度钻井液中，常常需要加入中空微珠减轻剂或重晶石加重剂等固相材料，由于固相材料与钻井液之间存在密度差，为避免减轻剂漂浮或加重剂沉降，必须提高钻井液切力来增强钻井液对固相物的悬浮性能。目前国内外主要使用黄原胶、改性纤维素、人工合成聚合物等作为水基钻井液的提切剂，但这些提切剂在提高钻井液悬浮能力的同时增粘效应十分显著，换句话说就是黏度增加的幅度大于切力增加的幅度，从而增加了对钻井液流变性的控制难度。此外，黄原胶、改性纤维素等提切剂还存在耐温性不高(＜150℃)，无法满足高温条件下的应用要求。性能优良的提切剂，可在最大限度上协调钻井液各方面性能之间的平衡，使钻井液具有合理的动塑比，优化钻井液体系的携岩能力，大大减少钻井复杂事故，提高钻井效率。

申请号为201510158038.6的中国专利公开了一种钻井液用水基增粘提切剂及其制备方法，该技术主要以苯磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺乙酯等为反应单体，以过硫酸铵、亚硫酸氢钠和偶氮二异丁腈为引发体系制备提切剂。肖继斌(肖继斌.无固相钻井液提切剂的制备研究.广州化工,2015(12):69-71)公开了以丙烯酰胺(AM)，2－丙烯酰胺基－2-甲基丙磺酸(AMPS)，阳离子单体为反应单体，以过硫酸铵、亚硫酸氢钠为引发体系制备而成的聚合物。田发国等(田发国,李建波,高建林等.钻井液增粘提切剂YF-01的研制.精细石油化工进展,2009,10(3):4-8)公开了的钻井液增粘提切剂以丙烯酰胺(AM)，2－丙烯酰胺基－2-甲基丙磺酸(AMPS)，二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为反应单体，以过硫酸铵为引发剂制备提切剂。上述现有技术公开的提切剂均为线形分子水溶性聚合物，在具有较好提切效果的同时增粘效应也比较大。

发明内容

为了解决现有水基钻井液提切剂产品存在的增粘效应过大及耐温性能偏低(＜150℃)等问题，本发明提出一种耐高温水基钻井液提切剂，具体地说涉及一种耐高温水基钻井液提切剂及其制备方法。本发明提供的一种适用于水基钻井液的新型提切剂，是由单体A、单体B、单体C以及单体D通过自由基聚合反应聚合而成的水溶性多元共聚物。其水溶液高剪切速率黏度低，低剪切速率黏度高，表观黏度低，动塑比高，具有明显的“低黏高切”效应，耐温≥150℃，是一种具有良好耐温性能的水基钻井液提切剂。

本发明目的之一是提供一种耐高温水基钻井液提切剂，包含共聚的以重量百分比计的以下组分：

(1)40％～80％的单体A；

(2)10％～20％的单体B；

(3)5％～20％的单体C；

(4)5％～20％的单体D；

优选地，包含共聚的以重量百分比计的以下组分：

(1)40％～55％的单体A；

(2)15％～20％的单体B；

(3)15％～20％的单体C；