專利名稱：：鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及石油鉆井過程中用于高溫高壓地層鉆井的鉆井液降濾失劑及其制備方法，特別是涉及兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：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，隨著鉆井液工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，在深井、超深井鉆進過程中，研制與應(yīng)用抗高溫鉆井液降濾失劑成為當務(wù)之急，目前抗高溫鉆井液降濾失劑主要在以下方面取得一定進展1、采用幾種抗高溫的單體合成出抗高溫降濾失劑，選擇的單體不同，合成的方法不同，產(chǎn)品主要是陰離子型或者陽離子型，導致產(chǎn)品性能單一，不能滿足現(xiàn)場需要；2、采用表面活性劑作為提高主體聚合物降濾失劑的溫度穩(wěn)定劑，使用該方法達到的效果有限；3、采用天然抗高溫原材料進行改性，從而獲得改性的抗高溫降濾失劑，如腐殖酸類、淀粉類降濾失劑，但其使用有很多局限性，如淀粉類降濾失劑使用時，對鉆井液礦化度、PH值、溫度等條件有較高的要求，因此其使用范圍受到限制?？偟膩碚f，為適應(yīng)鉆井的需要，鉆井液降濾失劑必須向適用于深井(大于4500m)、抗高溫(15018(TC或更高)、抗鹽(至飽和)、抗鈣或鎂，對環(huán)境友好，適用海上鉆井和深井鉆探的方向發(fā)展。由于兩性離子聚合物中既含有具有吸附和水化雙重作用的陽離子基團，又含有大量的水化基團，可以在粘土顆粒周圍形成致密的水化層，阻止和延緩水分子與粘土表面接觸，起到防止粘土顆粒水化膨脹的目的，同時具有抗高溫降濾失性能和抗鹽性等優(yōu)點，其研制和應(yīng)用逐步受到重視(王中華，油田用表面活性劑現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，[J]河南化工，2006，23(1):46.;張克勤，盧彥麗等，國外鉆井液處理劑20年發(fā)展分析，[J]鉆井液與完井液，2005，(22)5:14)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑，該降濾失劑具有較理想的抗高溫(>220°C)降濾失性能、頁巖抑制性能和穩(wěn)定的流體流變性能。本發(fā)明的另一目的是提供該降濾失劑的制備方法，該方法簡便可行，易于操作，收為達到以上目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑，其結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中a=50.1%66.7%，b=10%25%，c=3.7%5.6%，d=1-a-b-c鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑(PAADS)，以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、苯乙烯磺酸鈉(SSS)四種單體為原料，采用溶液聚合法共聚而合成。本發(fā)明選用具有C=C不飽和雙鏈的單體進行共聚得到主鏈為C-Co共價鍵的聚合物。側(cè)鏈主要是水化基團和吸附基團，側(cè)鏈失去會引起其吸附和水化作用降低，因此側(cè)鏈采用C-S、C-N等結(jié)構(gòu)，由于它們熱能很高，抗溫能力強，高溫下不易斷裂，在高溫、高壓、高堿性條件下非常穩(wěn)定。由于-S(V在高溫高鹽中表現(xiàn)了非常優(yōu)良的性能，本發(fā)明在分子側(cè)鏈上引入親水能力最強的-S03H，特別是在高溫下分子仍具有很強的水化能力；其抗鹽性也很突出，即使在飽和鹽水中仍然具有良好的溶解性。此外，為了使處理劑在較低pH值情況下也能充分發(fā)揮其效力，要求親水基團的親水性盡量不受pH值的影響。相比之下，帶有磺酸基的處理劑可以較好地滿足這一要求；《€^112能與金屬離子形成穩(wěn)定的五員環(huán)和六員環(huán)鰲合，增強高分子的吸附能力，因此選擇這兩種官能團。該兩性離子聚合物降濾失劑的制備方法，依次包括以下步驟(l)按照以下摩爾比稱量四種單體，丙烯酰胺(AM):2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS):二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC):苯乙烯磺酸鈉(SSS)=(911):(34):(0.51.5):(1.01.5);(2)將AMPS和水溶解于反應(yīng)器中，在冷卻條件下，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，然后加入用水溶解了的AM，并升溫至60。C，加入DMDAAC、SSS攪拌，通^30分鐘后，加入0.3%的引發(fā)劑過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，單體總濃度為20%，采用溶液聚合法共聚；(3)反應(yīng)5-6小時后，得粘彈性共聚物膠體，用無水乙醇沉淀，得白色沉淀物；(4)將上述沉淀物烘干粉碎，即得本發(fā)明兩性離子聚合物降濾失劑。本聚合反應(yīng)是有四種單體參與的自由基共聚合反應(yīng)，遵循一般的自由基聚合反應(yīng)規(guī)律。自由基聚合反應(yīng)一般由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三種基元反應(yīng)組成，同時還可能伴隨有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。本發(fā)明所選擇的四種單體中，丙烯酰胺(AM)是作為共聚物高分子鏈的主鏈，起到骨架的作用的基礎(chǔ)單體。因此，將它的基數(shù)定為io來確定其他幾個單體的摩爾比例。首先確定AM:AMPS的比例。具體實驗條件為pH=7;引發(fā)劑過硫酸銨-亞硫酸氫鈉(0.2%);反應(yīng)時間5小時；反應(yīng)溫度60°C;單體總濃度20%;實驗數(shù)據(jù)如表1所示，F(xiàn)LAPI為API濾失量表1AM:AMPS比例與濾失性能關(guān)系表AM:AMPSio:0.5io:i.oio:1.5io:2.010:2.5io:3.010:3.5io:4.0FLAPI(ml)11.610.610.39.28.78.48.28.5由表1看出，隨著AMPS比例的增加，AM與AMPS共聚物的降濾失性能先增4強后又減弱，在摩爾比為AM:AMPS=10:3.5時降濾失性能達到最強。由于分子結(jié)構(gòu)中吸附基團與水化基團的比例對降濾失性能會產(chǎn)生大的影響，AMPS比例的不斷增大帶來s032-含量的不斷升高，使得水化基團的比例不斷增大，在比例達到一定階段時產(chǎn)品具有最佳的降濾失性能。因此選擇AM:AMPS的比例為(911):(34)。在以上AM:AMPS配比的基礎(chǔ)上，加入DMDAAC，并逐步提高其比例，考察三元共聚物的降濾失性能。具體實驗條件與上同，實驗數(shù)據(jù)如表2所示(記AM:AMPS=10:3.5為MS=13.5):表2AM:AMPS:DMDAAC(MS:DMDAAC)比例與濾失性能關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表2可以看出，隨著DMDAAC比例增大，共聚物降濾失性能先增強后減弱。由于反應(yīng)體系中沒有添加DMDAAC陽離子單體時，合成產(chǎn)物吸附基團主要是陰離子型的酰胺基，吸附機理為氫鍵作用、范德華力等。當反應(yīng)體系中添加陽離子單體后，合成產(chǎn)物中的吸附基團主要是陽離子型的季胺基團，吸附機理主要是正負電荷的靜電吸附，這種靜電吸附較氫鍵作用更加穩(wěn)定，吸附更加迅速，吸附量增大并且解吸很困難。所以體系的濾失性增強。但隨著DMDAAC比例增大，有機陽離子的包被作用進步加強，絮凝作用起到主導作用，故體系的濾失量增加，體系的濾失性減弱。綜上分析，選擇AM:AMPS:DMDAAC=(911):(34):(0.51.5)。在AM:AMPS:DMDAAC配比的基礎(chǔ)上，加入SSS，并逐步提高其比例，考察四元共聚物的降濾失性能。具體實驗條件與上同，實驗數(shù)據(jù)如表3所示(記AM:AMPS:DMDAAC=10:3.5:1.0為MSC=14.5;>:表3AM:AMPS:DMDAAC:SSS(MSC:sss)比例與濾失性能關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表3看出，加入SSS對共聚物濾失性能的影響不大。在小比例加入SSS(0.5mo1、lmol)時，共聚物的濾失量小幅下降，加入ImolSSS濾失量最小。隨著加量升高，濾失量也增大，共聚物降濾失性能減弱，濾失量上升。出現(xiàn)這種情況的主要原因是引入SSS后，帶來更多的水化基團，調(diào)整了吸附基團與水化基團的比例。確定對SSS的用量為(1.01.5)mol。因此確定合成反應(yīng)單體的摩爾配比是AM:AMPS:DMDAAC:SSS=(911):(34):(0.51.5):(1.01.5)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鉆井液用兩性離子聚合物，其主鏈為C-C共價鍵，側(cè)鏈采用C-S、C-N等結(jié)構(gòu)，在高溫、高壓、高堿性條件下非常穩(wěn)定；既含有具有吸附和水化雙重作用的陽離子基團，相對于陰離子聚合物提高了聚合物分子與粘土顆粒表面吸附能力，又含有大量水化基團，在粘土顆粒周圍形成致密的水化層，有效保護粘土膠體顆粒，具有抗高溫(>22010降濾失性能，同時具有頁巖水化抑制性能和穩(wěn)定的鉆井液流變性能。其制備方法簡便可行，易于操作，收率較高。圖1是共聚物PAADS的紅外光譜譜圖圖2是共聚物PAADS的核磁共振氫譜譜圖具體實施例方式實施例1PAADS的合成PAADS-1的合成按照am:amps:dmdaac:sss=io:3.5:i:i，單體總濃度為20%的比例稱量藥品，將AMPS和水按投料比溶解于三頸燒瓶中，在冷卻條件下，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，然后加入用少量水溶解了的AM，并升溫至6(TC，加入DMDAAC、SSS攪拌，通N^0分鐘后，加入引發(fā)劑過硫酸銨-亞硫酸氫鈉(0.3%)，繼續(xù)反應(yīng)5小時后，停止反應(yīng)。得粘彈性共聚物膠體，用無水乙醇沉淀，得白色沉淀物。然后反復(fù)用無水乙醇洗滌，并將其浸泡于無水乙醇中12小時，以充分除去未反應(yīng)完全的單體。最后取出沉淀物放在表面皿上置于真空烘箱14(TC烘干粉碎，即得共聚物PAADS-1，轉(zhuǎn)化率為91.3%。PAADS-2的合成按照AM:AMPS:DMDAAC:SSS=10:3:1.5:1.5，單體總濃度為20%的比例稱量藥品，重復(fù)PAADS-1的合成步驟，得共聚物PAADS-2，轉(zhuǎn)化率為90.5%。[O(HO]實施例2PAADS的結(jié)構(gòu)表征(下述PAADS均指PAADS-1產(chǎn)品)參見圖1、圖2。圖1是PAADS的紅外光譜譜圖，對譜圖的特征吸收峰分析如下3390.5cm-l為非締合-NH的伸縮振動吸收峰；293Ucm-1為-CH3伸縮振動吸收峰；2776.1cm-l為-CH2伸縮振動吸收峰；1681.0cm-l為-C=0的伸縮振動吸收峰；1541.3cm-l為苯環(huán)骨架的伸縮振動吸收峰；1451.7cm-l為-CH2-的彎曲振動吸收峰；1187.4cm-l，1039.7cml302.7cm-l為季胺鹽的-CN鍵伸縮振動吸收峰；-1為-s03-的伸縮振動吸收峰；630.09cm-l為-CH=CH-順式取代的振動吸收峰。由共聚物的紅外譜圖可見，產(chǎn)品分子鏈上都帶有初始的分子設(shè)計基團，由此推斷，與目標產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相符。圖2是PAADS的核磁共振氫譜譜圖，對譜圖的分析如下①7.655ppm和7.269ppm是苯環(huán)上兩個不同位置的H的化學位移。6[OO55]②6.096ppm是NH2上的H的化學位移。③4.686ppm是D20-H上的H的化學位移。3.836ppm是NH上的H的化學位移。1.466ppm和1.452ppm是在與NH相連的基團上的兩個CH3上的H的化學位移。2.141ppm是該基團上CH2上的H的化學位移。⑤3.366ppm和2.954ppm是與N+相連的兩個CH3和兩個CH2上的H的化學位移。由此可知，①③④⑤中的四個結(jié)果，分別說明了四個單體上H在不同化學環(huán)境下的化學位移，說明四種原料單體發(fā)生了共聚。由紅外光譜和核磁共振測試分析結(jié)果可以看出，目標產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)特征與PAADS的設(shè)計結(jié)構(gòu)相符合。實施例3PAADS水溶液的性能研究(1)溫度對PAADS水溶液表觀粘度的影響將聚合物配制濃度為2%的溶液，在表1溫度點下老化16小時后，測其表觀粘度，實驗數(shù)據(jù)如下表4所示表4老化溫度對共聚物PAADS水溶液表觀粘度的影響老化溫度(°c)4080120160180200表觀粘度(mPas)18.918.717.515.112.37.9從表4可以看出，聚合物溶液在不同溫度下老化16小時后，其粘度有所下降，在18(TC下老化后粘度仍有12mPa.s左右，主要由于聚合物的碳鏈結(jié)構(gòu)以及分子鏈上大的側(cè)基增強了分子鏈的剛性，阻止大分子鏈的斷裂，提高聚合物的熱穩(wěn)定性，因而有較高的溫度穩(wěn)定性。(2)電解質(zhì)對PAADS水溶液表觀粘度的影響將聚合物配制濃度為2%的溶液，加入不同量的氯化鈉(NaCl)，氯化鈣(CaCl》，測試溶液表觀粘度，實驗結(jié)果如表5、表6、表7所示表5NaCl濃度對共聚物PAADS水溶液表觀粘度的影響NaCl濃度(X)0246810表觀粘度(mPas)18.610.299.28.68.6由表5可以看出2%PAADS水溶液的表觀粘度在NaCl開始加入的時候均有一定的降低，降低幅度較大，當NaCl濃度大于4X后，溶液表觀粘度幾乎不受NaCl加入量的影響。從表6可以看出，加入CaC^后聚合物溶液的表觀粘度先小幅上升后又下降，最終趨于穩(wěn)定，在CaC^加量在0.08^后，水溶液的表觀粘度變化不大，具有優(yōu)良的抗鈣能力。表6CaCl2濃度對共聚物PAADS表觀粘度的影響CaCl2濃度(X)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表7可以看出，在4^的鹽水中加入CaCL后聚合物溶液的表觀粘度先小幅上升后又下降，最終趨于穩(wěn)定，在0^12加量在0.06%后，水溶液的表觀粘度變化不大，具有優(yōu)良的抗復(fù)合鹽能力。實施例4PAADS在淡水膨潤土槳中的性能研究4%淡水基漿的配制按每1000ml蒸餾水中加入40g膨潤土及5g無水碳酸鈉(Na2C03)的比例配制。取400ml基漿高速攪拌20min，其間至少停兩次，以刮下粘附在容器壁上的粘土，在密閉容器中養(yǎng)護24h。(l)PAADS濃度對淡水膨潤土漿失水造壁性的影響將共聚物降濾失劑PAADS的用量由小到大加入到4%淡水基漿中(兩份)，一份在室溫下養(yǎng)護24h后測API濾失量；另一份在此基礎(chǔ)上，在滾子爐中表8共聚物PAADS濃度對淡水基漿濾失性能影響關(guān)系表PAADSIS度(%)FLAPI(ml)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>20(TC熱滾16小時后，冷卻致室溫后再測API濾失量。實驗結(jié)果如表8所示。從表8可以看出，PAADS在淡水基漿中具有較強的降濾失性。(2)PAADS濃度對淡水膨潤土漿流變性的影響將PAADS的加量由小到大加入到4X淡水基漿中(兩份)，一份在室溫下養(yǎng)護24h后測流變參數(shù)；另一份在此基礎(chǔ)上，在滾子爐中20(TC熱滾16小時后，冷卻致室溫后再測流變參數(shù)。實驗數(shù)據(jù)如表9所示隨著PAADS濃度增大，在高溫老化前，鉆井液體系的表觀粘度上升較快，成直線變化關(guān)系；高溫老化后，隨著PAADS濃度增大，體系表觀粘度依然增大，只是沒有高溫老化前增長快，這主要是由于高溫作用后，共聚物分子鏈發(fā)生斷裂，共聚物分子量降低，粘度效應(yīng)降低導致的。表9共聚物PAADS濃度對淡水基漿流變性能影響關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(注AV:表觀粘度，PV:塑性粘度，YP:動切應(yīng)力，G1QS:初切應(yīng)力，G10m:終切應(yīng)力)由表9可以看出，隨著PAADS濃度增大，老化前后體系的塑性粘度都呈現(xiàn)增大的趨勢，并且這種上升幅度也基本相同。同時，隨著PAADS濃度增大，老化前，體系的動切力增大，表現(xiàn)出一定的線性關(guān)系；而經(jīng)過高溫老化后，體系的動切力變化不大。[OO91](3)電解質(zhì)對PAADS在淡水膨潤土漿中性能的影響鹽水基漿的配制在4%淡水基漿中加入4%的氯化鈉，高速攪拌20min室溫下養(yǎng)護24h，即得4%鹽水基槳。在鹽水基漿中加入不同量的PAADS，構(gòu)成聚合物鹽水鉆井液系列，考察聚合物濃度對鉆井液性能的影響，實驗數(shù)據(jù)如下表10所示。由表10可以看出，隨著PAADS濃度增大，老化前的濾失量迅速下降，表明PAADS有較好耐鹽性，在加量為1.5%時濾失量可控制在7ml左右；高溫老化后，濾失量相對于老化前均有所升高。總體上，濾失量隨著PAADS濃度增大而減小，當濃度達到一定值后鉆井液濾失性能的變化趨于平緩。表10共聚物PAADS在4%氯化鈉(NaCl)鹽水漿中降濾失性能關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表ll可以看出，老化前隨著PAADS加量增大，表觀粘度、塑性粘度、動切力逐漸增大，表現(xiàn)出同淡水鉆井液中相同的趨勢。高溫老化后表觀粘度、塑性粘度、動切力變化不大。氯化鈣漿的配制在lOOOml蒸餾水中加入40g膨潤土及5g無水碳酸鈉(Na2C03)，配制成基漿。再加入氯化鈉(CaCl2)5g，高速攪拌20min，于室溫下密閉養(yǎng)護24h。實驗數(shù)據(jù)如表12所示。由表12可以看出，不論老化前后，共聚物PAADS均有較好的降濾失性。與加入NaCl的情況基本相同。表12共聚物PAADS濃度與氯化鈣GaGl2鹽水漿降濾失性能關(guān)系表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>復(fù)合鹽水基漿的配制在1000ml蒸餾水中加入40g膨潤土及5g無水碳酸鈉(Na2C03)，配制成基漿。再加入3g無水氯化鈣(CaCl2)和32g氯化鈉(NaCl)，高速攪拌20min，在密閉容器中室溫養(yǎng)護24h備用。實驗數(shù)據(jù)如表13所示表13共聚物PAADS在復(fù)合(NaCl、CaCl》鹽水漿中降濾失性能表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表13可以看出，PAADS能有效降低復(fù)合鹽鉆井液體系的濾失量。高溫老化前，加入1.5%PAADS就能使濾失量由80ml降低至8ml左右。高溫老化后，PAADS的降濾失性有所減弱，濾失量較大，但濾失量的絕對下降值還是達到了90ml，還是具有一定的抗高溫抗鹽降濾失的性能。(4)PAADS在淡水膨潤土漿中的頁巖水化抑制性研究所謂抑制性是指在油氣田鉆井中，該鉆井液具有抑制地層泥頁巖或者鉆屑水化造漿的特性，評價方法主要有巖心線性膨脹法和滾動回收法。頁巖膨脹是讓頁巖樣心直接與水接觸，測定其樣心在不同時間的線膨脹百分數(shù)。頁巖線膨脹百分數(shù)的測定是在限制條件下，只允許樣心在一個方向膨脹。各種頁巖的膨脹性強弱，可用相同條件下測定的2h和16h的線膨脹百分數(shù)來進行比較。儀器CPZ-2雙通道常溫常壓膨脹儀、NP-01頁巖膨脹測試儀、游標卡尺、濾紙；藥品膨潤土(新疆夏子街)，共聚物PAADS(實驗室自制)步驟一樣心制備A、洗凈測筒，擦干并在底蓋內(nèi)墊一層普通濾紙，旋緊測筒底蓋；B、將巖粉過100目篩，在(105士3)t:烘干4h并冷卻至室溫后，稱取10士0.01g裝入測筒內(nèi)，將巖粉鋪平；C、裝好活塞桿上的密封圈，將活塞桿插入測筒內(nèi)，然后放在壓力機上逐漸均勻加壓，直到壓力表上指示5MPa，穩(wěn)壓5min;D、卸去壓力，取下測筒，將活塞從測筒內(nèi)慢慢取出，用游標卡尺測量樣心的厚度(即原始高度)。步驟二膨脹實驗A、接通主機電源，預(yù)熱30min;B、將裝好樣心的測筒安裝倒主機的兩根連桿中間，放正。把測桿(孔盤)放入測筒內(nèi)，使之與樣心緊密接觸，將測桿上端插入傳感器中心孔，調(diào)整中心桿上的調(diào)節(jié)螺母，使數(shù)字表顯示O.OO;C、將事先準備好的試樣(約20ml)注入測筒內(nèi)，開始讀數(shù)；D、計算公式Vt=Rt/HX100%式中Vt——時間t時頁巖線膨脹百分數(shù)Rt——時間t時線膨脹量，mmH——樣心的原始厚度，mm。實驗數(shù)據(jù)如表14所示表14共聚物PAADS頁巖線膨脹抑制性評價實驗數(shù)據(jù)表樣晶時間0,5hih2h4h8h蒸餾水R(i圓O,楊0.74i.M1,722.573.80Hmm12.512.512.512.512,5!2,5v,%).6S5.929.12!:13.7620.5630.40.5'%PAADSK！mm().280.460,721.111,692.51Mmm12.512.512.512.512.512.5V,%2,243.685,768,8813.5220,081.0%PAADS水溶液Rsiiim0.220.380.630.961.452.42Hmra12.312.312.312.312.312.3V,%1.793.095,127,8011.79，9.6*7從表14可以看出，PAADS具有較強的頁巖水化抑制能力，且隨著它用量增大抑制性隨之提高。使用巖屑回收率法對PAADS在膨潤土漿中的頁巖抑制性進行評價。12儀器GW300型變頻高溫磙子加熱爐、BGRL-5型變頻磙子加熱爐、TST101A-OB型電熱鼓風干燥箱、標準檢驗篩(6目，10目，40目)、電子天平。藥品南充紅土，膨潤土(新疆夏子街)，共聚物PAADS(實驗室自制)。實驗步驟如下A、定量稱取50克小于6目，大于10目的風干頁巖樣品，裝入盛有350ml樣品溶液的品脫罐中；B、將品脫罐放入8(TC的滾子加熱爐中16小時；C、熱滾后取出樣品過40目篩用自來水洗滌；D、將40目篩放入105t:的干燥箱烘干4小時，冷卻后稱其重量；E、計算:R4。=M平*100%/50式中R幼——40目頁巖回收率，％M平——40目篩余的平均值，g。實驗數(shù)據(jù)如表15所示表15共聚物PAADS巖屑滾動回收率實驗數(shù)據(jù)表濃度(％)00.20.40.60.81回收率(％)24.576.385.590.392.192.4從表15可看出，共聚物PAADS較好地抑制了泥頁巖的分散性，加入后能大大降低泥頁巖的水化分散。在加量為0.6%時，頁巖回收率達到90%以上，之后隨著其加量的增加抑制性能基本保持恒定。(5)PAADS與其他降濾失劑在淡水膨潤土漿中的降濾失性能對比取400ml配制好的4X淡水基漿，各加入0.5%的降濾失劑樣品測其性能，實驗數(shù)據(jù)如下表16所示從表16可以看出，PAADS在淡水鉆井液中具有很好的降濾失效果。加入0.5%PAADS的淡水鉆井液相對于基漿而言老化前后濾失量均有大幅度下降，效果較其它兩種更好。表16共聚物降濾失劑PAADS與其它降濾失劑作用效果對比分析表配方老化前的FLAH(ml)老化后的FLAPI(ml)基漿2048基繁+0.5外PAADS8,413.2基漿+0,5yaCMC1016.2基漿+0.5y。SPNH10,517.2老化條件200°C,16h13CN101691485A說明書12/12頁(注CMC:鈉羧甲基纖維素，SPNH:磺甲基褐煤)在本說明書中，除PAADS共聚物結(jié)構(gòu)式和特別指明外，百分比濃度均為重量百分比。權(quán)利要求鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑，其結(jié)構(gòu)式如下其中a＝50.1％～66.7％，b＝10％～25％，c＝3.7％～5.6％，d＝1-a-b-c。2.如權(quán)利要求1所述的降濾失劑的制備方法，依次包括以下步驟(1)按照以下摩爾比稱量四種單體，丙烯酰胺am:2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸amps:二甲基二烯丙基氯化銨dmdaac:苯乙烯磺酸鈉sss=911:30.51.5:1.01.5;(2)將AMPS和水溶解于反應(yīng)器中，在冷卻條件下，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，然后加入用水溶解了的am，并升溫至6(TC，加入dmdaac、sss攪拌，通^30分鐘后，加入0.3%的引發(fā)劑過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，單體總濃度為20%，采用溶液聚合法共聚；(3)反應(yīng)5-6小時后，得粘彈性共聚物膠體，用無水乙醇沉淀，得白色沉淀物；(4)將上述沉淀物烘干粉碎，即得本發(fā)明兩性離子聚合物降濾失劑。3.如權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(l)中am:amps:dmdaac:sss的摩爾比為io:3.5:i:i。4.如權(quán)利要求2所述的降濾失劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(l)中am:amps:dmdaac:sss的摩爾比為io:3:1.5:1.5。全文摘要本發(fā)明涉及石油鉆井過程中用于高溫高壓地層鉆井的鉆井液用抗高溫兩性離子聚合物降濾失劑及其制備方法。該降濾失劑以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、苯乙烯磺酸鈉(SSS)四種單體為原料，其摩爾比AM∶AMPS∶DMDAAC∶SSS為(9～11)∶(3～4)∶(0.5～1.5)∶(1.0～1.5)，加入引發(fā)劑過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，采用溶液聚合法共聚而合成。本發(fā)明提供的降濾失劑具有較理想的抗高溫(＞220℃)降濾失性能、頁巖抑制性能和穩(wěn)定的流體流變性能，其制備方法簡便可行，易于操作，收率較高。文檔編號C09K8/035GK101691485SQ200910060168公開日2010年4月7日申請日期2009年7月29日優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日發(fā)明者王貴,蘇俊霖,蒲曉林,賀明敏,鄭琨申請人:西南石油大學