• 浪潮孙丕恕从信息时代到智能时代 人工智能价值将爆发式释放 2019-12-21
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
    • / 26
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩历史开奖: 一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用.pdf

    关 键 词:
    一种 分散 聚合物 制备 方法 及其 钻井 中的 应用
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201510333659.3

    申请日:

    2015.06.16

    公开号:

    CN106317291A

    公开日:

    2017.01.11

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08F 220/18申请日:20150616|||公开
    IPC分类号: C08F220/18; C08F212/08; C08F212/36; C08F220/14; C08F222/14; C08F212/12; C08F222/38; C08F2/26; C08F2/30; C09K8/32; C09K8/035 主分类号: C08F220/18
    申请人: 中石化石油工程技术服务有限公司; 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院
    发明人: 李晓岚; 孙举; 李振智; 郑志军; 郭鹏; 张滨
    地址: 100028 北京市朝阳区惠新东街甲6号第12层
    优先权:
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 赵青朵
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510333659.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.07.20|||2017.03.29|||2017.01.11

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本申请提供了一种油分散型聚合物、其制备方法及其应用,本发明以苯环类刚性单体、短烷基链类丙烯酸酯单体及长烷基链类丙烯酸酯单体和特定交联剂为原料,在乳化剂存在下,以水为分散介质进行正相乳液聚合反应,制得具有式I结构的油分散型聚合物。所述油分散型聚合物可快速在油相中溶胀分散,形成具有刚性核、柔性壳的微粒,其中,刚性核起到悬浮支撑作用,柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结构力,最终在油相中形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液,从而起到控制钻井液流变性能和悬浮稳定性的作用。所述油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,在柴油中加入3%以上所述油分散型聚合物时,经过150℃/16h后,柴油基浆的动塑比≥0.5。

    权利要求书

    1.一种油分散型聚合物,具有式I结构:

    式I中,0.2≤x≤0.5,0≤y≤0.2,0.4≤z≤0.8,0.001≤w≤0.02;
    R1选自式1、式2或式3所示的基团:
    -CH2CH2CONHCH2NHCOCH2CH2-式2;
    其中,n1选自2、4或6;
    R3为式4所示的基团:
    其中,n2选自0、1、3或5;
    R4选自式5或式6所示的基团:
    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

    R2为苯基;
    R5、R6和R7独立地选自氢或甲基。
    2.根据权利要求1所述的聚合物,其特征在于,所述聚合物的粒径为
    80nm~120nm。
    3.根据权利要求1所述的聚合物,其特征在于,所述聚合物具有式II结
    构:

    4.一种油分散型聚合物的制备方法,包括以下步骤:
    A)将油相物料加入水相物料中进行乳化,得到水包油乳液;
    所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂,所述第一引发剂选自偶氮
    类引发剂或酰类过氧化物引发剂;
    所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、
    10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙
    烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二
    甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基
    苯乙烯,所述第二单体具有式7结构,所述第三单体具有式8结构或式9结
    构;
    其中,n2选自0、1、3或5;
    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;
    其中,R8、R9和R10独立地选自氢或甲基;
    B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应,得
    到油分散型聚合物;所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引
    发剂。
    5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述乳化剂包括第一
    乳化剂和第二乳化剂,所述第一乳化剂选自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失
    水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇单月桂酸酯中的一种或多种;
    所述第二乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三
    甲基溴化铵中的一种或多种。
    6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述水相物料包括
    45~80重量份的水、1~5重量份的第一乳化剂、0.5~3重量份的第二乳化剂和
    0.05~0.3重量份的第一引发剂。
    7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一引发剂选自
    偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的
    一种或多种;
    所述第二引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢
    中的一种或多种。
    8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述步骤B)具体为:
    将步骤A)得到的水包油乳液升温至70℃~85℃,加入0.1~0.5重量份的
    第二引发剂,聚合反应6h~9h,得到油分散型聚合物。
    9.一种油分散型聚合物在制备油基钻井液中的应用,所述油分散型聚合
    物为权利要求1~3中任一项所述的聚合物或权利要求4~8中任一项所述的制
    备方法制得的油分散型聚合物。
    10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述油分散型聚合物的
    用量为油基钻井液中基油质量的0.5%~15%。

    说明书

    一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用

    技术领域

    本发明涉及油基钻井液用化学品技术领域,尤其涉及一种油分散型聚合
    物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用。

    背景技术

    钻井液是钻探过程中钻孔内使用的循环冲洗介质,主要由分散介质(连
    续相)、分散相和添加剂组成。根据流体介质的不同,钻井液总体上可分为
    水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井流体三种类型。其中,油基钻井液具
    有防塌效果好、抗污染能力强、良好的热稳定性和润滑性的特点,已成为钻
    高难度的高温深井、大斜度定向井、海洋钻井、水平井和各种复杂地层的重
    要钻井液体系。

    钻井液的性能与技术指标包括很多项,如密度、黏度、切力和滤失量等
    等。其中,油基钻井液的切力直接影响到携岩效果、重晶石沉降、当量循环
    密度、激动压力等。传统油基钻井液采用有机土作为增黏提切剂,用来调控
    钻井液流变和悬浮性能,但有机土存在着活化慢和易高温稠化等缺点,从而
    会减少油基钻井液的使用寿命,减小固相容量,易污染低渗透储层。因此,
    近年来国内外先后开展了无土相油基钻井液用提切剂的相关研究。

    文章《无黏土低密度全油基钻井完井液的研究》(钻井液与完井液,2010,
    27(2):6-10,蓝强等)在白油中加入OSW-1油品增黏剂和ZCJ-1油品增稠剂等,
    配制形成了一套无土相全白油基钻井液。以上产品为市售油品增黏剂,但其
    提切性能较弱。

    发明内容

    有鉴于此,本申请的目的在于提供一种油分散型聚合物、其制备方法及
    其在制备油基钻井液中的应用,本申请提供的油分散型聚合物具有良好的增
    黏提切性能。

    本发明提供一种油分散型聚合物,具有式I结构:


    式I中,0.2≤x≤0.5,0≤y≤0.2,0.4≤z≤0.8,0.001≤w≤0.02;

    R1选自式1、式2或式3所示的基团:

    -CH2CH2CONHCH2NHCOCH2CH2-式2;
    其中,n1选自2、4或6;

    R3为式4所示的基团:

    其中,n2选自0、1、3或5;

    R4选自式5或式6所示的基团:

    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;


    R2为苯基;

    R5、R6和R7独立地选自氢或甲基。

    优选地,所述聚合物的粒径为80nm~120nm。

    优选地,所述聚合物具有式II结构:


    本发明提供的油分散型聚合物具有式I结构,属于油分散型弱交联高分子
    聚合物。其中,R1起到交联作用,能保证聚合物在油相中分散而不溶解;R1
    交联度的大小不仅影响交联网络的大小,而且影响长烷基链的舒展程度,从
    而同时影响聚合物在油相中的增粘提切性能。并且,在本发明中,R2为刚性
    环状结构,主要影响聚合物的抗温性能;R3和R4为带有不同长度烷基链的酯
    基,能保证聚合物与油的相容性以及聚合物分子之间的相互作用,主要影响
    聚合物在油相中的结构力和悬浮稳定性能。本发明提供的油分散型聚合物可
    快速在油相中溶胀分散,形成具有刚性核、柔性壳的微粒,其中,刚性核起
    到悬浮支撑作用,柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结构力,最终在油相中
    形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液,从而起到控制钻井液流变性能和悬
    浮稳定性的作用。因此,与现有技术相比,本发明提供的油分散型聚合物具
    有良好的增黏提切性能。

    另外,在钻井液中加入本发明提供的油分散型聚合物,可有效增加液相
    黏度,增大滤失阻力,因此其也可起到辅助降低滤失量的作用。

    本发明提供一种油分散型聚合物的制备方法,包括以下步骤:

    A)将油相物料加入水相物料中进行乳化,得到水包油乳液;

    所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂,所述第一引发剂选自偶氮
    类引发剂或酰类过氧化物引发剂;

    所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、
    10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙
    烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二
    甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基
    苯乙烯,所述第二单体具有式7结构,所述第三单体具有式8结构或式9结
    构;

    其中,n2选自0、1、3或5;

    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

    其中,R8、R9和R10独立地选自氢或甲基;

    B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应,得
    到油分散型聚合物;所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引
    发剂。

    优选地,所述乳化剂包括第一乳化剂和第二乳化剂,所述第一乳化剂选
    自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇单月桂酸
    酯中的一种或多种;

    所述第二乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三
    甲基溴化铵中的一种或多种。

    优选地,所述水相物料包括45~80重量份的水、1~5重量份的第一乳化剂、
    0.5~3重量份的第二乳化剂和0.05~0.3重量份的第一引发剂。

    优选地,所述第一引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异
    丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的一种或多种;

    所述第二引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢
    中的一种或多种。

    优选地,所述步骤B)具体为:

    将步骤A)得到的水包油乳液升温至70℃~85℃,加入0.1~0.5重量份的
    第二引发剂,聚合反应6h~9h,得到油分散型聚合物。

    本发明以苯环类刚性单体、短烷基链(C1~6)类丙烯酸酯单体以及长烷
    基链(C10~26)类丙烯酸酯单体和特定交联剂为原料,在乳化剂存在下,以
    水为分散介质进行正相乳液聚合反应,制备出具有式I结构的油分散型聚合物。
    所述聚合物为具有刚性核、柔性壳的油分散型提切剂产品,其中,刚性核在
    油相中可起到支撑作用,柔性壳部分通过长烷基链相互缠绕形成结构力,从
    而能保证油基钻井液的流变性和悬浮稳定性。

    本发明提供一种油分散型聚合物在制备油基钻井液中的应用,所述油分
    散型聚合物为上文所述的油分散型聚合物。

    优选地,所述油分散型聚合物的用量为油基钻井液中基油质量的
    0.5%~15%。

    实验结果显示,本发明在柴油中加入3%以上的所述油分散型聚合物时,
    经过150℃/16h后,柴油基浆的动塑比大于等于0.5,表明所述油分散型聚合
    物具有良好的增黏提切能力。

    另外,在基浆中加入2%本发明油分散型聚合物后,在149℃、55MPa下,
    基浆的动塑比为0.470。结果表明,所述油分散型聚合物在高温高压下结构力
    保持良好。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实
    施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面
    描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不
    付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

    图1为本发明实施例1所得产品的红外光谱图;

    图2为本发明实施例1所得产品的纳米激光粒度分析图;

    图3为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变性。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行
    清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而
    不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有做
    出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    本发明提供了一种油分散型聚合物,具有式I结构:


    式I中,0.2≤x≤0.5,0≤y≤0.2,0.4≤z≤0.8,0.001≤w≤0.02;

    R1选自式1、式2或式3所示的基团:

    -CH2CH2CONHCH2NHCOCH2CH2-式2;
    其中,n1选自2、4或6;

    R3为式4所示的基团:

    其中,n2选自0、1、3或5;

    R4选自式5或式6所示的基团:

    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;


    R2为苯基;

    R5、R6和R7独立地选自氢或甲基。

    本发明提供的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,可作为无土相
    油基钻井液用提切剂。

    本发明提供的油分散型聚合物具有式I结构,属于油分散型弱交联高分子
    聚合物。其中,R1选自式1、式2或式3所示的基团,在本发明的一个实施例
    中,R1为式3所示的基团且n1选自2或4。R1起到交联作用,能保证聚合物
    在油相中分散而不溶解;R1交联度的大小不仅影响交联网络的大小,而且影
    响长烷基链的舒展程度,从而同时影响聚合物在油相中的增粘提切性能。

    在本发明中,R2为苯基(C6H5-);R2为刚性环状结构,主要影响聚合物
    的抗温性能。R3为式4所示的基团;R4选自式5或式6所示的基团,在本发
    明的一个实施例中,R4为式5所示的基团且n3选自9、11、13、15、17或21。
    R3和R4为带有不同长度烷基链的酯基,能保证聚合物与油的相容性以及聚合
    物分子之间的相互作用,主要影响聚合物在油相中的结构力和悬浮稳定性能。
    在本发明中,R5、R6和R7独立地选自氢(H)或甲基(CH3-)。

    并且,x、y和z为形成聚合物的各单体的摩尔数;w为形成聚合物的交
    联剂占单体总和的百分比。在本发明中,0.2≤x≤0.5;0≤y≤0.2;0.4≤z≤
    0.8;0.001≤w≤0.02,优选0.004≤w≤0.01。

    在无有机土存在时,钻井液的黏度和切力很难保证,而以上结构基团及
    其比例都是决定本发明产品性能的关键所在。本申请提切剂产品的关键是保
    证其在非极性的油相中均匀分散,且互相之间能够形成一定的结构力,悬浮
    加重材料和携带钻屑,从而保证钻井液的综合性能。具体说来,本发明提供
    的油分散型聚合物可快速在油相中溶胀分散,形成具有刚性核、柔性壳的微
    粒,其中,刚性核起到悬浮支撑作用,柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结
    构力,最终在油相中形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液,从而起到控制
    钻井液流变性能和悬浮稳定性的作用。

    另外,在钻井液中加入本发明提供的油分散型聚合物,可有效增加液相
    黏度,增大滤失阻力,因此其也可起到辅助降低滤失量的作用。

    在本发明中,所述聚合物的粒径优选为80nm~120nm,更优选为
    90nm~100nm。在本发明的一个实施例中,所述聚合物的粒径为96nm;由于
    其比表面积大,在油相中更易分散形成胶体悬浮液。

    具体的,在本发明的一个实施例中,x=0.2,y=0,z=0.8,w=0.007;R1
    为式1所示的基团,R2为苯基,R4为式5所示的基团且n3=21,R6为甲基,
    R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.5,y=0.1,z=0.4,w=0.014;R1
    为式3所示的基团且n1=2,R2为苯基,R3为式4所示的基团且n2=0,R4为
    式6所示的基团,R5为氢,R6为氢,R7为甲基。

    在本发明的一个实施例中,x=0.4,y=0.2,z=0.4,w=0.004;R1为式3所
    示的基团且n1=4,R2为苯基,R3为式4所示的基团且n2=5,R4为式6所示
    的基团,R5为甲基,R6为氢,R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.2,
    y=0,z=0.8,w=0.013;R1为式2所示的基团,R2为苯基,R4为式5所示的基
    团且n3=21,R6为甲基,R7为氢。在本发明的另一个实施例中,x=0.4,y=0.2,
    z=0.4,w=0.008;R1为式2所示的基团,R2为苯基,R3为式4所示的基团且
    n2=5,R4为式6所示的基团,R5为甲基,R6为氢,R7为甲基。

    在本发明的一个实施例中,所述聚合物具有式II结构:


    相应的,本发明提供了一种油分散型聚合物的制备方法,包括以下步骤:

    A)将油相物料加入水相物料中进行乳化,得到水包油乳液;

    所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂,所述第一引发剂选自偶氮
    类引发剂或酰类过氧化物引发剂;

    所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的第二单体、
    10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂,所述交联剂选自对二乙
    烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二
    甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺,所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基
    苯乙烯,所述第二单体具有式7结构,所述第三单体具有式8结构或式9结
    构;

    其中,n2选自0、1、3或5;

    其中,n3选自9、11、13、15、17、21或25;

    其中,R8、R9和R10独立地选自氢或甲基;

    B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应,得
    到油分散型聚合物;所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引
    发剂。

    本发明提供的油分散型聚合物的制备方法即是一种油基钻井液用提切剂
    的制备方法,本发明制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能。

    本发明实施例将油相物料加入水相物料中,加完后乳化一定时间,得到
    稳定的水包油乳液。

    在本发明中,所述油相物料包括1~20重量份的第一单体、0~15重量份的
    第二单体、10~50重量份的第三单体和0.1~0.5重量份的交联剂。其中,所述
    油相物料优选包括1.17~18.75重量份的第一单体,所述第一单体选自苯乙烯
    或α-甲基苯乙烯。所述油相物料优选包括0~10.45重量份的第二单体,所述
    第二单体具有式7结构,即所述第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、
    丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯
    或甲基丙烯酸己酯。

    所述油相物料优选包括10.06~45.41重量份的第三单体,所述第三单体具
    有式8结构或式9结构,即所述第三单体选自丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、
    丙烯酸十二酯(丙烯酸月桂酯)、甲基丙烯酸十二酯(甲基丙烯酸月桂酯)、
    丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙
    烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸二十二酯、
    丙烯酸二十六酯、甲基丙烯酸二十六酯、丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸异癸酯。
    在本发明的优选实施例中,所述第三单体选自甲基丙烯酸二十二酯、丙烯酸
    癸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十
    六酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯或丙烯酸十四酯。

    所述油相物料优选包括0.11~0.39重量份的交联剂,所述交联剂选自对二
    乙烯基苯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯)、1,4-
    丁二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯)、乙二醇二甲基丙烯
    酸酯(即二甲基丙烯酸乙二醇酯)或N,N亚甲基双丙烯酰胺。

    本发明对所述油相物料的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制
    得:将上述各单体和交联剂在温度为40℃的条件下混合,得到油相物料。在
    本发明的一个实施例中,称取1.17~18.75重量份的第一单体、0~10.45重量份
    的第二单体、10.06~45.41重量份的第三单体和0.11~0.39重量份的交联剂于烧
    杯中,在40℃下搅拌均匀为油相。

    在本发明中,所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂。其中,所述
    第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂,优选自偶氮二异丁腈、
    偶氮二异庚腈、偶氮二异丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的一种或多种。所
    述水相物料优选包括0.05~0.3重量份的第一引发剂,更优选包括0.06~0.24重
    量份的第一引发剂。

    所述水相物料中,所述乳化剂优选包括第一乳化剂和第二乳化剂。所述
    第一乳化剂优选自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚
    乙二醇单月桂酸酯中的一种或多种;所述第二乳化剂优选自十二烷基硫酸钠、
    十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。所述水相物料
    优选包括1~5重量份的第一乳化剂,更优选包括1.45~3.04重量份的第一乳化
    剂;所述水相物料优选包括0.5~3重量份的第二乳化剂,更优选包括0.96~2.26
    重量份的第二乳化剂。

    所述水相物料以水为主要物料,优选包括45~80重量份的水,更优选包
    括47.80~76.68重量份的水;所述水通常为蒸馏水。在本发明的一个实施例中,
    所述水相物料包括45~80重量份的水、1~5重量份的第一乳化剂、0.5~3重量
    份的第二乳化剂和0.05~0.3重量份的第一引发剂。

    本发明对所述水相物料的制备方法没有特殊限制,优选按照以下方法制
    得:将水、乳化剂和第一引发剂在温度为40℃的条件下混合,得到水相物料。
    在本发明的一个实施例中,称取47.80~76.68重量份的水、1.45~3.04重量份的
    第一乳化剂、0.96~2.26重量份的第二乳化剂和0.06~0.24重量份的第一引发剂
    置于四口烧瓶中,在40℃下搅拌溶解成水相。

    以重量份数为100计,本发明实施例将上述油相通过滴液漏斗加入水相,
    优选在30min~60min内滴完,维持搅拌进行乳化,得到水包油乳液。其中,
    所述搅拌的转速优选为400rpm~600rpm;所述乳化的时间优选为1hr~2hr,上
    述油相和水相混合成为稳定的水包油乳液。

    得到水包油乳液后,本发明实施例将其升温,加入第二引发剂,优选在
    搅拌的条件下进行聚合反应,得到油分散型聚合物。

    在本发明中,所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发
    剂,优选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或多
    种。本发明以苯环类刚性单体、短烷基链(C1~6)类丙烯酸酯单体以及长烷
    基链(C10~26)类丙烯酸酯单体和特定交联剂为原料,在乳化剂存在下,以
    水为分散介质进行正相乳液聚合反应,制备出具有式I结构的油分散型聚合物,
    即得到油基钻井液用提切剂。所述聚合物为具有刚性核、柔性壳的油分散型
    提切剂产品,其中,刚性核在油相中可起到支撑作用,柔性壳部分通过长烷
    基链相互缠绕形成结构力,从而能保证油基钻井液的流变性和悬浮稳定性。

    在本发明中,所述聚合反应的温度优选为70℃~85℃;所述聚合反应的时
    间优选为6h~9h。在本发明的一个实施例中,将得到的水包油乳液升温至70
    ℃~85℃,加入0.1~0.5重量份、优选加入0.13~0.44重量份的第二引发剂,搅
    拌反应6h~9h,得到油分散型聚合物,即得到油基钻井液用提切剂。本发明制
    得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,适用于无土相油基钻井液;
    同时其合成方法简单且污染较小。

    即,本发明提供了一种油分散型聚合物在制备油基钻井液中的应用,所
    述油分散型聚合物为上文所述的油分散型聚合物。

    本发明对所述油基钻井液中的基油和添加剂等没有特殊限制,所述基油
    可选自柴油或白油,按照本领域技术人员常用的方法制备油基钻井液即可。
    所述油分散型聚合物的用量优选为油基钻井液中基油质量的0.5%~15%,更优
    选为1%~6%。

    在基油中加入所述油分散型聚合物制得钻井液后,本发明对其流变性能
    进行检测。检测结果显示,本发明在柴油中加入3%以上的所述油分散型聚合
    物时,经过150℃/16h后,柴油基浆的动塑比大于等于0.5,表明所述油分散
    型聚合物具有良好的增黏提切能力。

    另外,在基浆中加入2%本发明油分散型聚合物后,在149℃、55MPa下
    基浆的动塑比为0.47,表明所述油分散型聚合物在高温高压下的结构力保持
    良好。

    为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的油分散型聚合
    物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用进行具体地描述。

    实施例1

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的5000mL口烧瓶中,加入58.5g辛基酚聚
    氧乙烯醚、39g十二烷基硫酸钠、1950g蒸馏水和5.25g偶氮二异丁腈,在40℃
    下搅拌均匀成水相;称取263.8g苯乙烯、786.2g甲基丙烯酸十六酯和8.4g对二
    乙烯基苯,在40℃下搅拌均匀成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,60min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至70℃,加入1.77g过硫
    酸钾,反应8.5h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物进行红外光谱检测,结果参见图1,图1为本发明
    实施例1所得产品的红外光谱图。从图1中可以看出,3083cm-1、3060cm-1、
    3027cm-1处的三联吸收峰为芳香化合物的苯环-H伸缩振动峰;1601cm-1、
    1583cm-1、1493cm-1处存在苯环的变形振动峰;1727cm-1为丙烯酸酯中C=O的
    吸收峰;2924cm-1、2852cm-1处为亚甲基的C-H振动吸收峰,1466cm-1、1382cm-1
    处均存在长链烷基中的-CH3吸收峰,未见C=C的伸缩振峰,说明反应完全,
    所得产品即为目标产物;即所得聚合物具有式II结构:


    利用纳米激光粒度分析仪,对所得产物进行粒径表征。结果参见图2,图
    2为本发明实施例1所得产品的纳米激光粒度分析图。结果表明,所得产物的
    粒径为96nm,具有较大的比表面积,在油相中更易分散形成胶体悬浮液。

    对所得产物的增黏提切性能进行评价,评价条件为:在300mL 0#柴油中
    分别加入1%、2%、3%、4%、5%、6%所得产物,在150℃下滚动老化16h,
    然后于60℃分别测定流变性。测定方法按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石
    油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》进行,结果参见表1
    和图3,表1为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变数据,图3
    为本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变性。

    表1本发明实施例1所得产物不同加量时柴油基浆的流变数据



    从表1和图3中可看出,随着所述油分散型聚合物加量的增加,柴油基
    浆的表观黏度(Apparent Viscosity,AV)上升较快,塑性黏度(Plastic Viscosity,
    PV)和动塑比呈现缓慢升高趋势,当其有效加量为柴油质量的3%以上时,动
    塑比≥0.5,说明该产品具有良好的增黏提切能力。

    对所得产物的高温高压流变性能进行测试,测试方法为:在300mL 0#柴
    油中加入4%所得产物,在150℃下高温滚动老化16h后,采用fann iX77自动高
    温高压流变仪测定不同温度和压力下的流变参数。测试结果参见表2,表2为
    本发明实施例1所得产物在柴油中的高温高压流变数据。

    表2本发明实施例1所得产物在柴油中的高温高压流变数据


    比较例

    采用有机土进行高温高压流变性能的测试,测试方法为:在300mL 0#柴
    油中加入4%有机土(购自浙江丰虹新材料股份有限公司、型号为HFGEL120),
    在150℃下高温滚动老化16h后,采用fann iX77自动高温高压流变仪测定不同
    温度和压力下的流变参数。测试结果参见表3,表3为有机土在柴油中的高温
    高压流变数据。

    表3有机土在柴油中的高温高压流变数据



    从表2和表3可以看出,随着温度和压力的增加,本发明实施例1所得
    油分散型聚合物在柴油中的表观黏度和塑性黏度呈现降低趋势,动塑比先增
    加后降低,在149℃和55MPa下,动塑比为0.470,说明其在高温高压下能够
    保持较好的结构力。而有机土在不加乳化剂的情况下,在柴油中难以分散,
    因此粘切和动塑比较低,说明本发明产品在分散性能和提黏切性能方面具有
    突出的技术优势。

    实施例2

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的500mL口烧瓶中,加入9.05g辛基酚聚
    氧乙烯醚、6.79g十二烷基苯磺酸钠、226.3g蒸馏水和0.28g偶氮二异丁腈,在
    40℃下搅拌均匀成水相;称取3.5g苯乙烯、53.08g甲基丙烯酸二十二酯和0.45g
    对二乙烯基苯,在40℃下搅拌均匀成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,30min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化1hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至85℃,加入0.50g过氧
    化氢,反应6h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式III
    结构:


    实施例3

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的500mL口烧瓶中,加入4.35g聚氧乙烯
    失水山梨醇醚硬脂酸酯、2.90g十二烷基硫酸钠、145.2g蒸馏水和0.44g偶氮二
    异庚腈,在40℃下搅拌均匀成水相;称取56.23gα-甲基苯乙烯、8.18g丙烯酸
    甲酯、80.83g丙烯酸癸酯和0.87g二甲基丙烯酸乙二醇酯,在40℃下搅拌均匀
    成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,30min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化1.5hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至80℃,加入1.02g过
    硫酸钾,反应7h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式IV
    结构:


    实施例4

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入14.26g聚乙二
    醇单月桂酸酯、9.51g十六烷基三甲基溴化铵、475.50g蒸馏水和1.48g过氧化二
    苯甲酰,在40℃下搅拌均匀成水相;称取127.81g苯乙烯、104.46g甲基丙烯酸
    己酯、260.56g丙烯酸癸酯和2.96g二甲基丙烯酸1.4-丁二醇酯,在40℃下搅拌
    均匀成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,45min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至75℃,加入3.45g过硫
    酸铵,反应8h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式V
    结构:


    实施例5

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入14.52g辛基酚
    聚氧乙烯醚、9.68g十六烷基三甲基溴化铵、484.03g蒸馏水和1.45g偶氮二异丁
    醚盐酸盐,在40℃下搅拌均匀成水相;称取29.96g苯乙烯、454.07g甲基丙烯
    酸二十二酯和2.90g N,N亚甲基双丙烯酰胺,在40℃下搅拌均匀成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,50min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至70℃,加入3.38g叔丁
    基过氧化氢,反应9h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式
    VI结构:


    实施例6

    在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中,加入22.82g聚氧乙
    烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、15.22g十二烷基硫酸钠、760.75g蒸馏水和0.98g偶
    氮二异丁醚盐酸盐,在40℃下搅拌均匀成水相;称取55.98gα-甲基苯乙烯、
    40.32g甲基丙烯酸己酯、100.58g丙烯酸癸酯和1.58g N,N亚甲基双丙烯酰胺,
    在40℃下搅拌均匀成油相;

    将所述油相缓慢滴加进水相,40min滴完,在400rpm~600rpm转速下搅拌,
    乳化2hr后,得到水包油乳液;将所述水包油乳液升温至85℃,加入1.77g过硫
    酸铵,反应6h后停止,得到油分散型聚合物。

    对所述油分散型聚合物的结构进行检测,结果显示,所得聚合物具有式
    VII结构:


    实施例7~18

    按照实施例1的步骤,分别制备得到油分散型聚合物,具体物料和反应条
    件参见表4,表4为实施例7~18的具体物料和反应条件表。

    表4实施例7~18的具体物料和反应条件表




    实施例19

    分别对实施例2~4、6、8、9、12、13和15所得产物的增黏提切性能进行
    评价,评价条件为:在300mL 0#柴油中加入4%所得产物,分别在150℃下滚动
    老化16h,然后于60℃分别测定流变性。结果参见表5,表5为实施例2~4、6、
    8、9、12、13和15所得产物在柴油中的性能。

    表5实施例2~4、6、8、9、12、13和15所得产物在柴油中的性能


    从表5可知,本申请制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能,
    适用于无土相油基钻井液。另外,本发明提供的合成方法简单且污染较小。

       内容来自专利网重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn转载请标明出处

    关于本文
    本文标题:一种油分散型聚合物、其制备方法及其在制备油基钻井液中的应用.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6107630.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 浪潮孙丕恕从信息时代到智能时代 人工智能价值将爆发式释放 2019-12-21
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 龙王捕鱼规律 双色球蓝球四分区走势图走势图 小米盒子新浪体育 内蒙快三app免费下载 能开好友房的麻将app 福建时时彩开奖 内蒙古十一选五预测号码今天 欢乐斗地主下载免费下载安装 福建31选7开奖中奖公告 双色球复式查询法 法国网球比分直播 华东15选5专家推荐 福建十一选五一定牛 四川时时彩玩法 江西快3多少期 青海快三开奖结果今天