[发明专利]一种包被剂用原料组合物、包被剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及石油化工高分子助剂技术领域，具体涉及一种包被剂用原料配方、包被剂及其制备方法和用途，所述包被剂用料配方包括丙烯酰胺类单体，所述包被剂用原料配方还包括如下组分：物理混合组分、化学调节组分和引发剂；所述丙烯酰胺类单体作为物理混合组分中的一种组分；所述化学调节组分包括氧化剂、阻聚剂、螯合剂和分子量调节剂；所述引发剂为高温引发剂；通过本发明提供的包被剂用原料配方制备得到的包被剂，具有塑性粘度低，动切力高，包被抑制性强，抗剪切性好，溶解速度快的优势，相比于现有的其他类型的包被剂，具有更加良好的综合性能，应用在石油领域的钻井液中时，应用价值高，应用前景广。

技术领域

本发明涉及石油化工高分子助剂技术领域，尤其涉及一种包被剂用原料配方、包被剂及其制备方法和用途。

背景技术

钻井液是钻井的“血液”，在钻井作业中起着非常重要的作用，钻井液用包被剂是一种大分子聚合物，在钻井液中主要起抑制包被作用，是钻井液必不可少的组成部分。

CN103952126B公开了一种钻井液用抗盐包被剂及其制备方法，将三种单体丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和硅酸钠溶于水中，调节pH值至8~12，制得水溶液；向反应器中加入所述水溶液，并通氮气维持10min；向反应器中加入所述引发剂，在20~50℃条件下，反应2~8h；将制得到的胶液在温度90℃下用烘箱烘12h，烘干后用粉碎机粉碎，制得所述钻井液用抗盐包被剂。本发明的钻井液用抗盐包被剂可应用于氯化钠钻井液体系、氯化钾钻井液体系及有机盐钻井液体系。这种包被剂在体系中引入硅酸钠，提高了包被剂增粘包被能力，并提高了包被剂抗温能力，但是其溶速慢，具有一定的劣势。

CN110452326B提供了一种水基钻井液用包被剂及其制备方法。所述包被剂在具有较高分子量的情况下，具有较好的抗温能力、抗盐能力和抗剪切能力低。在钻井时可直接施加到钻井液中，分散性良好，现场使用方便。普适性强，适用于传统膨润土钻井液与无固相钻井液体系。包被剂由以下组分构成：甲基丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、氢氧化钾、氯化钾、过硫酸钾、司盘-80、OP-10、水、白油。这种包被剂虽然具有一定的抗温、抗盐能力，但是无法提升包被剂的抗剪切等性能，体系仍然存在不稳定的问题。

目前钻井液包被剂使用的是聚丙烯酰胺，分子量为600-900万，该分子量区间的包被剂在使用时虽然能起到包被抑制作用，但其本身的增粘效果会使钻井液体系的粘度升高，导致钻井液体系不稳定、开泵困难、现场跑浆等问题，同时存在抗剪切差、溶速慢等问题。

因此，为了解决现有包被存在的问题，针对以上产品出现的不足，需要开发一种具有良好的包被抑制性、稳定性同时兼具良好的抗剪切性和抗盐性的包被剂，这对于钻井液的应用和研究具有重要的意义和现实价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有的包被剂在钻井液中会提升体系粘度，导致存在钻井液体系不稳定，抗剪切性差、溶速慢等多种问题，针对现有技术中的缺陷，提供一种包被剂用原料配方、包被剂及其制备方法和用途，以通过使用包被剂来降低水基钻井液的塑性粘度，提高动切力、溶解速度及包被抑制性、抗剪切性和抗盐性。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种包被剂用料配方，包括丙烯酰胺类单体，所述包被剂用原料配方包括如下组分：物理混合组分、化学调节组分和引发剂；

所述物理混合组分包括水解剂、表面活性剂、助溶剂、抗剪切剂、页岩抑制剂、消泡剂、阳离子单体、水和所述丙烯酰胺类单体；

所述化学调节组分包括氧化剂、阻聚剂、螯合剂和分子量调节剂；

所述引发剂为高温引发剂。

在本发明中，在包被剂用原料配方中，加入阳离子单体，引入了正电基团，增加了吸附基团的吸附能力并提高了抑制性，对于防塌效果提升尤为明显；同时通过抗剪切剂的加入，引入了具有较大空间位阻的基团如苯环、吡咯环或磺酸基团等，进一步提升了包被剂用原料配方的抗剪切性能。