[发明专利]一种无皂乳液及其制备方法和应用

说明书

一种无皂乳液及其制备方法和应用。所述无皂乳液的制备原料包括：100重量份乙烯基疏水单体、0.1‑1.24重量份引发剂、0.01‑1重量份中和成盐剂、0.1‑10重量份交联剂、5‑50重量份聚氨酯分散体以及余量的去离子水，所述无皂乳液的固含量为33％‑67％。本申请的无皂乳液的乳胶粒子表面“洁净”，不含有表面活性剂，既可应用于水基钻井液中，又可应用于油基钻井液中。

技术领域

本申请涉及但不限于石油化工技术领域，尤指一种无皂乳液及其制备方法和应用。

背景技术

在钻井过程中，无论是在水基钻井液中，还是在油基钻井液中，都可以使用聚合物纳米胶乳颗粒对泥页岩地层进行有效封堵，降低孔隙传递速率，提高泥饼韧性，增强井壁稳定性。若使用可变形的聚合物纳米胶乳颗粒与其它封堵剂进行合理级配，则可以进一步提升封堵效率，降低钻井液漏失，最大限度减少卡钻，提升钻井效率。

乳液聚合法是常用的制备聚合物纳米胶乳的方法，为了提升聚合物胶乳的稳定性(包括高温稳定性、电解质稳定性、剪切稳定性等)，该方法在聚合物胶乳的制备过程中都需使用较高含量的表面活性剂作为乳化剂。因此，在制得的聚合物胶乳产品中，也都含有大量的表面活性剂。这些表面活性剂在聚合物胶乳的应用过程中将会起到副作用。例如，在水基钻井液中，这些高HLB值的表面活性剂在钻井液剪切循环过程中，尤其是在水基钻井液通过钻头喷嘴的过程中，将会产生大量的气泡，并且这些气泡在水基钻井液中含有的聚合物材料的稳定作用下很难消除，从而会降低水基钻井液密度，引发井喷等钻井事故；大部分油基钻井液属于油包水的乳液，本身使用一定量的表面活性剂提供乳化作用，当在油基钻井液中加入乳液聚合法制得的聚合物胶乳时，聚合物胶乳中大量的表面活性剂可能会与原来存在的乳化剂产生作用，从而降低油基钻井液乳液的稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种无皂乳液及其制备方法和应用，采用该方法制备的乳胶粒子表面“洁净”，不含有表面活性剂，既可应用于水基钻井液中，又可应用于油基钻井液中。

本申请提供了一种无皂乳液，所述无皂乳液的制备原料包括：100重量份乙烯基疏水单体、0.1-1.24重量份引发剂、0.01-1重量份中和成盐剂、0.1-10重量份交联剂、5-50重量份聚氨酯分散体以及余量的去离子水，所述无皂乳液的固含量为33％-67％。

在本申请的实施方案中，所述无皂乳液的制备原料可以包括：100重量份乙烯基疏水单体、0.3-0.8重量份引发剂、0.1-0.5重量份中和成盐剂、3-5重量份交联剂、10-30重量份聚氨酯分散体以及余量的去离子水，所述无皂乳液的固含量为41％-61％。

在本申请的实施方案中，所述乙烯基疏水单体可以选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙酸乙烯酯中的任意一种或多种。

任选地，所述乙烯基疏水单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙酸乙烯酯中的任意一种或多种。

在本申请的实施方案中，所述引发剂可以选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁基腈、N,N-二甲基苯胺中的任意一种或多种。

在本申请的实施方案中，所述中和成盐剂可以选自氨水、三乙胺和三乙醇胺中的任意一种或多种。

在本申请的实施方案中，所述交联剂可以选自二乙烯苯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的任意一种或多种。

在本申请的实施方案中，所述聚氨酯分散体的制备原料可以包括：100重量份异氰酸酯类单体、82-160重量份二元醇、5-38重量份水溶性单体、0.5-6重量份封端剂、20-80重量份丙酮以及0.01-0.05重量份二月桂酸二丁基锡。