PS)，直接加入到DA中，反應溫度為45°C，攪 拌反應3h后得到N，N-二甲基烯丙基丙磺酸鹽（DAPS)的粗產品。將DAPS粗產品轉移到大 片濾紙中包裹住，放置于索式抽提器中，使用乙醇為溶劑抽提3h，抽提完畢后將濾紙包放在 干燥箱中，在50°C下干燥，最終得到純凈的DAPS單體，產率為94. 3%。
[0020] 比較例1 (直接反應） 按照化學計量比DA :PS為1:1反應。稱取85gDA倒入反應器中，然后放入恒溫水浴鍋 中，加熱并開始攪拌。再稱取122gPS，直接加入到DA中，反應溫度為20°C，攪拌反應0. 5h 后得到大塊聚合產物，已無 DAPS單體，產率為0。按照化學計量比反應時，反應中生產大量 的熱無法及時散去，溫度瞬間急劇上升，導致原料DA和產物DAPS都發(fā)生聚合。
[0021] 比較例2 (常規(guī)方法，以丙酮為溶劑反應） 稱取90gDA倒入反應器中，然后放入恒溫水浴鍋中，加熱并開始攪拌。再稱取122gPS 溶于650g丙酮，將混合溶液直接加入到DA中，反應溫度為60°C，攪拌反應4h后得到DAPS 的粗產品。將DAPS粗產品轉移到大片濾紙中包裹住，放置于索式抽提器中，使用乙醇為溶 劑抽提2h，抽提完畢后將濾紙包放在干燥箱中，在35°C下干燥，最終得到純凈的DAPS單體， 產率為81. 7%。
[0022] 實施例2 分別稱取103gDAPS，35gAM，加一定量去離子水溶解后轉移至反應器，單體總濃度為 35%。通入N2除氧lh，同時升溫至60°C，保持30min后加入0. 7g過硫酸鉀，反應6h后得到 凝膠狀固體，用丙酮沉淀得白色沉淀物。在IKTC下干燥24h后粉碎，最終得DAPS/AM兩性 離子共聚物。
[0023] 實施例3 分別稱取60gDAPS，50gAM，15gNaCl，加一定量去離子水溶解后轉移至反應器，單體總濃 度為40%。通入N2除氧lh，同時升溫至55°C，保持30min后加入0. 75g過硫酸銨，反應5h 后得到凝膠狀固體，用丙酮沉淀得白色沉淀物。在IKTC下干燥24h后粉碎，最終得DAPS/ AM兩性離子共聚物。
[0024] 比較例3 傳統(tǒng)兩性離子單體A，AMPS/AM/DMDAAC三元共聚物合成方法按文獻《AM / AMPS / DMDAAC共聚物合成及其降濾失性能研究》（王春華，2012年《山東化工》）報道方法制備。
[0025] 比較例4 傳統(tǒng)兩性離子單體B，AMPS/AM/AA/陽離子單體四元共聚物合成方法按文獻《抗高溫抗 海水降濾失劑的研究與性能評價》（王仲廣，2010年《鉆井液與完井液》）報道方法制備。
[0026] 上述實施例及比較例使用含鹽含鈣的基漿評價降濾失性能，具體評價方法如下： 淡水基楽配制：在1000 mL水中加入40g興膨潤土和5g碳酸鈉，高速攪拌20min，室溫 下放置養(yǎng)護24h，得到淡水基漿。
[0027] 飽和鹽水基漿：在1000 mL淡水基漿中加人36%NaCl，高速攪拌20min，室溫下養(yǎng)護 24h，得到飽和鹽水基漿。
[0028] 抗鹽性能評價方法：量取350mL的淡水基漿，先加入一定量NaCl，高速攪拌5min， 再加入1. 5%的兩性離子共聚物，高速攪拌5min，常溫養(yǎng)護24h后測中壓濾失量。通過考察 在淡水基漿中不斷增加 NaCl的量，測定降濾失量的變化。其中降濾失量越低越好。
[0029] 抗鈣性能評價方法：量取350mL的飽和鹽水基漿，先加入一定量CaCl2，高速攪拌 5min，再加入2. 0%的兩性離子共聚物，高速攪拌5min，常溫養(yǎng)護24h后測中壓濾失量。在飽 和鹽水基漿中不斷增加 CaCl2的量，測定降濾失量的變化。
[0030] 表1不同兩性離子聚合物抗鹽性能對比表
表2不同兩性離子聚合物抗鈣性能對比表
表3不同兩性離子聚合物抗溫性能對比表
【主權項】
1. 一種鉆井液用兩性離子共聚物的合成方法，其特征在于：所述合成方法包括如下步 驟： (1) 首先分別稱取摩爾比為2:1~8:1的N，N-二甲基烯丙基胺和1，3-丙磺酸內酯， 并向N，N-二甲基烯丙基胺中加入1，3-丙磺酸內酯，然后在10~60°C的溫度下反應0. 5~ 4h，最后經過濾、抽提、干燥制得N，N-二甲基烯丙基丙磺酸鹽； (2) 按照（5~2) : (5~8)的摩爾比分別稱取步驟（1)的得到的N，N-二甲基烯丙基 丙磺酸鹽和丙烯酰胺，加入溶劑溶解后通入N2除氧反應0. 5~lh，同時升溫至50~70°C， 恒溫5~IOmin后加入引發(fā)劑反應4~6h，反應后得到凝膠狀固體，用丙酮沉淀得白色沉淀 物； (3) 將步驟（2)得到的沉淀物在100~120°C下干燥16~24h后粉碎，最終得兩性離 子共聚物。2. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1)中N，N-二甲基烯丙基胺和1， 3_丙磺酸內酯的摩爾比為3:1~5:1。3. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1)中1，3_丙磺酸內酯滴加到 N，N-二甲基烯丙基胺中或者直接一次性加入到N，N-二甲基烯丙基胺中。4. 按照權利要求1或3所述的方法，其特征在于：步驟（1)中1，3-丙磺酸內酯直接一 次性加入到N，N-二甲基烯丙基胺中。5. 按照權利要求3所述的方法，其特征在于：采用直接一次性加入時稱取的N，N-二甲 基烯丙基胺和1，3-丙磺酸內酯摩爾比為5:1~8:1。6. 按照權利要求3所述的方法，其特征在于：采用滴加方式時N，N-二甲基烯丙基胺和 1，3-丙磺酸內酯摩爾比為2:1~5:1。7. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1)的反應條件為在20~55°C的溫 度下反應1~3h。8. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1)中所述抽提溶劑選用甲醇或乙 醇，所述抽提時間為1~3h。9. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1)中所述干燥為在30~50°C下干 燥10~20h。10. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（2)中所述溶劑為去離子水或者鹽 水，所述鹽水中加入的NaCl濃度為0~0? 5mol/L。11. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：加入溶劑后單體總質量濃度為20%~ 40%。12. 按照權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（2)中使用的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過 硫酸鈉、過硫酸銨中任一種，所述引發(fā)劑用量占單體總質量0. 4%~0. 7%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鉆井液用兩性離子共聚物的合成方法，分別稱取摩爾比為2:1～8:1的N,N-二甲基烯丙基胺和1，3-丙磺酸內酯，并向N,N-二甲基烯丙基胺中加入1，3-丙磺酸內酯，然后在10～60℃的溫度下反應0.5～4h，最后經過濾、抽提、干燥制得N,N-二甲基烯丙基丙磺酸鹽（DAPS）；將得到的DAPS和AM加入溶劑溶解后轉移至反應器，然后通入N2除氧反應，然后加入引發(fā)劑反應得到凝膠狀固體，用丙酮沉淀得白色沉淀物；得到的沉淀物經干燥后粉碎得兩性離子共聚物。本發(fā)明方法得到的聚合物可耐溫高達180℃，抗NaCl飽和、抗CaCl2飽和，且隨鹽量的增加聚合物的降濾失量減小，同時還具有優(yōu)越的頁巖抑制性能。
【IPC分類】C09K8/035, C08F220/56, C08F226/02, C07C309/14, C07C303/32
【公開號】CN104926992
【申請?zhí)枴緾N201410100623
【發(fā)明人】楊超, 魯嬌, 陳楠, 張志智, 尹澤群, 劉全杰
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年3月19日