專利名稱：一種有機硅降濾失劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機硅降濾失劑，尤其涉及一種鉆井液用抗溫抗鹽聚合物型有機硅降濾失劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
超深井鉆井技術(shù)是勘探和開發(fā)深部油氣資源筆不可少的關(guān)鍵技術(shù)，并且已經(jīng)成為代表鉆井工程技術(shù)發(fā)展水平的標志，與之相配套的抗高溫鉆井液性能的好壞直接關(guān)系到深井、超深井的鉆井質(zhì)量、鉆井成本和鉆井周期。對于抗高溫鉆井液，控制高溫下鉆井液濾失量成為制約鉆井液技術(shù)發(fā)展的主要因素之一。因此，適用于高溫的鉆井液降濾失劑的研制成為了抗高溫鉆井液處理劑研究與開發(fā)的核心部分。降濾失劑分子主要是通過吸附作用吸附在粘土顆粒表面形成吸附水化層，同時提高粘土的ζ電位，因而增大顆粒聚結(jié)的機械阻力和靜電排斥力，提高鉆井液的聚結(jié)穩(wěn)定性，使粘土顆粒保持多級分散狀態(tài)，并有相對較多的顆粒，在一定壓差作用下，通過物理填塞作用以形成致密的泥餅，減低濾失量?？梢?，通過降濾失劑的吸附作用改善濾餅內(nèi)部結(jié)構(gòu)是控制濾失量的關(guān)鍵。依據(jù)降濾失劑的降濾失原理，我國在鉆井液降濾失劑研究與應(yīng)用方面已取得較大進展，針對提高降濾失劑分子的抗鹽性問題已通過采用磺酸基(-SO3-)為水化集團得以解決，但是，在解決降濾失劑分子與粘土顆粒之間的高溫解吸附的問題上，現(xiàn)有的降濾失劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中仍然使用酰胺基(-CONH2)、羥基(-0Η)等傳統(tǒng)的吸附基為吸附基團，或者向分子中引入易使鉆井液過度絮凝的季銨基(ε N+)來提高降濾失劑的高溫吸附性，這并未從根本上解決降濾失劑分子與粘土間高溫下解吸附問題。目前，深井、超深井鉆井液中添加的降濾失劑產(chǎn)品種類繁多、用量大，高溫高壓條件下與粘土之間的解吸附作用嚴重，這直接影響到鉆井液體系的穩(wěn)定性。另外，鉆井液侵入地層會引起泥頁巖水化膨脹，嚴重時可導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定并對油氣層造成損害。鉆井工程中應(yīng)對鉆井液的濾失量嚴加控制，在鉆井液中添加適用于高溫下的降濾失劑來控制濾失量是最有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述中存在的問題與缺陷，本發(fā)明提供了一種有機硅降濾失劑及其制備方法。所述技術(shù)方案如下一種有機硅降濾失劑，包括所述有機硅降濾失劑是由烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷為原料反應(yīng)生成的共聚物。所述原料烯基磺酸、烯基酰胺和烯基烷酮的摩爾比為3 5 8 11 2 7，烯基硅烷的摩爾數(shù)為烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮三種單體總摩爾數(shù)的0. 05 10%。一種有機硅降濾失劑的制備方法，包括
A、依次將烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺和烯基烷酮在溶劑中進行混合攪拌并加熱；上述烯基磺酸鹽是烯基磺酸在水中配成10. Owt%的溶液，后用堿中和至pH = 6 8，真空干燥箱25°C下烘干后得到的；B、在反應(yīng)溫度為40°C 130°C時，通入N2, 30分鐘后加入烯基硅烷；C、在烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷的混合溶液中加入引發(fā)劑，并將反應(yīng)溫度控制在40°C 130°C，反應(yīng)1 12個小時后得到膠狀物即得有機硅降濾失劑。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明提供的降濾失劑具有較理想的抗高溫性能，高溫下在粘土表面具有較強的吸附性，提高了粘土 ζ的電位，形成的泥餅薄、致密、堅韌。在淡水、4.0wt%鹽水和飽和鹽水鉆井液中均具有較好的降濾失效果。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述本實施例提供了一種有機硅降濾失劑。上述有機硅降濾失劑是由烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷為原料反應(yīng)生成的共聚物。其所用原料烯基磺酸、烯基酰胺和烯基烷酮的摩爾比為3 5 8 11 2 7，烯基硅烷的摩爾數(shù)為烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮三種單體總摩爾數(shù)的 0. 05 10%。上述烯基磺酸是乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸之中的一種或多種。上述烯基酰胺是丙烯酰胺、N, N- 二甲基丙烯酰胺、N, N 二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙烯胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基乙基乙酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、N，N-亞甲基雙丙乙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺中的一種或多種。上述烯基烷酮是(R) -4芐基-2惡唑烷酮、N-芐基_3_吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮中的一種或多種。上述的烯基硅烷是下列化學通式物質(zhì)范圍中的一種或多種，
權(quán)利要求
1.一種有機硅降濾失劑，其特征在于，所述有機硅降濾失劑是由烯基磺酸、烯基酰胺、 烯基烷酮和烯基硅烷為原料反應(yīng)生成的共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅降濾失劑，其特征在于，所述原料烯基磺酸、烯基酰胺和烯基烷酮的摩爾比為3 5 8 11 2 7，烯基硅烷的摩爾數(shù)為烯基磺酸、烯基酰胺、烯基烷酮三種單體總摩爾數(shù)的0. 05 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅降濾失劑，其特征在于，所述烯基磺酸是乙烯基磺酸、 烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙基磺酸、 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸之中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅降濾失劑，其特征在于，所述烯基酰胺是丙烯酰胺、N， N- 二甲基丙烯酰胺、N, N 二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙烯胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基乙基乙酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、N, N-亞甲基雙丙乙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅降濾失劑，其特征在于，所述烯基烷酮是(R)_4芐基-2惡唑烷酮、N-芐基-3-吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機硅降濾失劑，其特征在于，所述的烯基硅烷是下列化學通式物質(zhì)范圍中的一種或多種，
7.一種有機硅降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟Α、依次將烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺和烯基烷酮在溶劑中進行混合攪拌并加執(zhí)行。上述烯基磺酸鹽是烯基磺酸在水中配成10. 的溶液，后用堿中和至PH = 6 8， 真空干燥箱25°C下烘干后得到的；B、在反應(yīng)溫度為40°C 130°C時，通入N2,30分鐘后加入烯基硅烷；C、在烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷的混合溶液中加入引發(fā)劑，并將反應(yīng)溫度控制在40°C 130°C，反應(yīng)1 12個小時后得到膠狀物即得有機硅降濾失劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機硅降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑的重量是烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷的混合溶液重量的0. 05 2% ；且引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑、有機過氧類引發(fā)劑、無機過氧類引發(fā)劑、水溶性氧化還原類弓I發(fā)劑及油溶性氧化還原類引發(fā)劑中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機硅降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑是丙酮、 氯仿、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙醇、苯、甲苯、環(huán)己烷、異丙醇、乙二醇、乙二醇二甲醚、水、硝基甲烷、1，4_ 二氧六環(huán)、吡啶、嗎啉、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機硅降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機硅降濾失劑及其制備方法，所述方法包括將烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺和烯基烷酮進行混合攪拌并加熱；通入N2后加入烯基硅烷；在烯基磺酸或烯基磺酸鹽、烯基酰胺、烯基烷酮和烯基硅烷的混合溶液中加入引發(fā)劑，進行反應(yīng)后得到膠狀物即為有機硅降濾失劑。本發(fā)明提供的降濾失劑具有較理想的抗高溫性能，高溫下在粘土表面具有較強的吸附性，提高了粘土ζ的電位，形成的泥餅薄、致密、堅韌；且在淡水、4.0wt％鹽水和飽和鹽水鉆井液中均具有較好的降濾失效果。
文檔編號C08F220/56GK102174314SQ20111005525
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者羅平亞, 褚奇 申請人:西南石油大學