[发明专利]一种甜菜碱型聚合物降滤失剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种甜菜碱型聚合物降滤失剂及其制备方法。该降滤失剂由单体在引发剂作用下共聚而成；所述单体包括：丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、对乙烯基苄基三甲基氯化铵和(5‑丙烯酰‑2‑(十二烷氧基)苯基)甲烷磺酸盐。本发明降滤失剂抗温性能好，抗温达到220℃、抗盐到饱和NaCl，所使用两种新型单体性能优异，且用量少可以降低成本。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种甜菜碱型聚合物降滤失剂及其制备方法。

背景技术

随着石油资源的缺乏，目前钻井工作主要为深井与超深井钻井，在钻井工作中常常面临高温高盐的恶劣环境，严重破坏钻井液的性能。高温高盐导致聚合物处理剂发生降解、去水化等破坏作用，严重影响钻井液流变性能，使钻井液造壁性变差，滤失量增大，增大钻井难度，增大钻井工程安全风险。降滤失剂(filtrate reducer)是一种可以应用于油田钻井过程中的、并且可以有效减小滤失量的处理剂，是钻井液处理剂中的关键材料。目前对聚合物降滤失剂的研究主要集中于提高其抗温抗盐能力。钻井遇到泥岩井段时，极易发生粘土水化分散，目前降滤失剂对粘土缺乏抑制性能，因此也需要提高聚合物粘土抑制性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种甜菜碱型聚合物降滤失剂及其制备方法，该甜菜碱型聚合物降滤失剂具有良好的抗温、抗盐性能及粘土抑制性。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种甜菜碱型聚合物降滤失剂，该降滤失剂由单体在引发剂作用下共聚而成；

所述单体包括：丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对乙烯基苄基三甲基氯化铵和(5-丙烯酰-2-(十二烷氧基)苯基)甲烷磺酸盐。其中的(5-丙烯酰-2-(十二烷氧基)苯基)甲烷磺酸盐可以是钠盐、钾盐等常规盐，本发明对此不做限定。

根据本发明的降滤失剂，优选地，所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、对乙烯基苄基三甲基氯化铵和(5-丙烯酰-2-(十二烷氧基)苯基)甲烷磺酸盐的摩尔比为(70～50):(20～40)：(5～10)：(2～6)。

根据本发明的降滤失剂，其分子量优选为30～120万。其聚合反应原理如下：

式中，a，b，c，d为自然数。

根据本发明的降滤失剂，优选地，所述引发剂选自过硫酸铵与亚硫酸氢钠氧化还原体系、过硫酸钾与亚硫酸氢钠氧化还原体系、过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁脒盐酸盐。更优选地，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(偶氮引发剂V-50)。

根据本发明的降滤失剂，优选地，所述单体的总重量与引发剂的质量的比为100：(0.1～0.4)。

本发明另一方面提供一种以上甜菜碱型聚合物降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：

将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺溶于水中，加入NaOH或氨水调节pH值至6～8；随后加入对乙烯基苄基三甲基氯化铵和(5-丙烯酰-2-(十二烷氧基)苯基)甲烷磺酸盐，加热至45～65℃后加入引发剂行聚合反应；反应结束后将反应体系加入乙醇中，取出固体产物烘干、粉碎，得到所述甜菜碱型聚合物降滤失剂。

根据本发明的制备方法，优选地，将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺溶于水中的步骤中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺的总质量与水的质量的比为1：(3～5)。

根据本发明的制备方法，优选地，所述聚合反应在氮气保护氛围中进行。

根据本发明的制备方法，优选地，所述聚合反应在搅拌条件下进行3～8h。

根据本发明的制备方法，优选地，所述烘干的温度为50～70℃，烘干至乙醇和水的总质量含量低于7％。