本发明涉及一种钻井液用固壁剂，特别是一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，属于石油钻井助剂。本发明还涉及所述钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法。
背景技术：
：在石油天然气钻井工程中，井壁稳定问题一直是困扰国内外钻井界的难题，每年因井壁失稳经济损失巨大。井壁稳定是钻井工程质量优质的保证，对于松软、易垮塌地层以及泥页岩段，稳定井壁的意义尤为重大。常见的钻井液用液体固壁剂仅是从减轻钻井液的不稳定影响方面着手，由于不能完全抑制泥页岩的水化膨胀或阻止自由水的滤失，这些钻井液处理剂只能在一定程度上减轻井壁失稳所造成的影响，不适用于极易坍塌或造浆的地层。为了从根本上避免井壁失稳引起的缩径卡钻、井壁坍塌等工程事故，应该随钻将井壁岩石直接加固，大幅提高井壁岩石的力学稳定性，同时需要保证产品的高效性与环保性。发明人检索到以下相关专利文献：cn109401737a公开了一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物及其制备方法，改性树脂聚合物是由下述原料制成的：清水、丙烯酸、n，n-二甲基丙烯酰胺、氧化钙、引发剂、聚丙烯酸钠、氧化镁。引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种。制备方法：水溶液聚合，制备共聚物粉末，制备固壁剂改性树脂聚合物。cn102250593a公开了一种水基钻井液用防塌抑制剂，涉及防塌抑制剂及其制备方法
技术领域：
，包括如下重量配比的组分：环氧乙烷：60-100份；环氧丙烷：95-110份；有机胺：50-60份；起始剂：10-20份；催化剂：2-5份。cn107418529a公开了一种钻井液防塌剂，它的制成方法是以衣康酸为原料，经酰氯化后再与氨气反应、旋蒸浓缩，得到浓缩液后与2-丙烯醇、烯丙基磺酸钠等反应，再加入引发剂、乳化剂反应，得到乳液，随后将木质素与高碘酸钠反应、过滤，得氧化木质素，对其进行改性后与乳液、醋酸乙烯酯均聚胶粉、表面活性剂搅拌出料。cn106701045a公开了一种高效封堵型钻井液防塌剂、生产方法及其使用方法，由慢裂型阳离子乳化沥青、抗破乳剂和软化点调节剂组成，慢裂型乳化剂、抗破乳剂、水先配成皂液并酸化，酸化的皂液和沥青通过胶体磨研磨制成慢裂型阳离子乳化沥青。cn105419748a公开了一种基于含油污泥的钻井液用封堵防塌剂及其制备方法，它的制成组分是，含油污泥30～80份；石油沥青30～80份；磺化剂30～160份；氢氧化钠溶液10～200份；轻质有机溶剂30～300份；表面活性剂1～20份；降滤失剂1～30份；惰性填充材料1～30份。cn104327807a公开了一种钻井液用无荧光防塌剂，通过阳离子化反应将正氮侧基引入了改性聚乙烯醇。虽然这些防塌剂有一定的抑制页岩能力，但是对于增强岩石间的胶结力效果不佳，且部分材料存在一定的毒性和污染性，不能保证钻井施工的质量和对环境资源的保护。以上这些技术对于如何使钻井液用固壁剂能够抗高温，有效降低滤失量，有效增强岩石间的胶结力，提高抗破坏强度，从而稳定井壁，避免垮塌，且具有环保性，并未给出具体的指导方案。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，它能抗高温，有效降低滤失量，有效增强岩石间的胶结力，提高抗破坏强度，从而稳定井壁，避免垮塌，且具有环保性，生物降解性好。为此，本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物(或者说是作为钻井液固壁剂用的改性树脂聚合物)，其技术方案在于它是由下述质量配比(质量份数、重量份数)的原料制成的：清水200～220份，淀粉20～30份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液8～10份，2-氯乙基三甲基氯化铵5.0～10.0份，丙烯酰胺20～30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10～20份，引发剂0.5～1份，硝基腐殖酸钾10～20份，拟薄水铝石10～20份，聚1，3-亚丙基氯化吡啶0～12份，辅助剂20～30份。所述的淀粉为玉米粉、木薯粉、红薯粉中的一种；所述拟薄水铝石粒度为100～200目，拟薄水铝石在水中生成触变性凝胶，吸附在井壁及井壁孔隙中起到增加井壁强度和降滤失的作用；所述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的结构式如下：上述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的数均分子量为10000～20000之间，聚1，3-亚丙基氯化吡啶可为市售商品；聚1，3-亚丙基氯化吡啶的出处可参见黄汉仁主编的《钻井流体工艺原理》，2016年8月出版，第七章，钻井液材料化学与处理剂，第285页。所述的辅助剂为mgo、al2o3中的一种或两种原料的组合，这两种原料(即氧化镁、氧化铝)组合时其配比是任意的。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入部分清水，清水的加入量为其总质量的50％～55％，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80～85℃，开启搅拌，糊化30～35min，然后将产物冷却至40～45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1～1.5h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至50～60℃进行反应，反应时间为4～6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3～4h，温度为55～65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在50～60℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶(聚1，3-亚丙基氯化吡啶含量为0时，无该组分)、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾(偏钒酸钾)中的一种或两种原料的组合，这两种原料组合时其配比是任意的。上述的步骤①中搅拌速率(转速)为50～100r/min。上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水200份，淀粉20份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液9份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15份，引发剂0.5份，硝基腐殖酸钾10份，拟薄水铝石15份，辅助剂25份；所述的淀粉为玉米粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1.5∶1。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入清水100份，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至55℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为55℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在52℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水210份，淀粉25份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液8份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10份，引发剂0.75份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石20份，辅助剂30份；所述的淀粉为红薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比1.5∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶1。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至50℃进行反应，反应时间为6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为4h，温度为60℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在58℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水220份，淀粉30份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液10份，2-氯乙基三甲基氯化铵9份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20份，引发剂0.9份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石15份，辅助剂30份；所述的淀粉为木薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶2。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至85℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至60℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在55℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。上述技术方案中，优选的技术方案还可以参见实施例4。本发明提供了一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物及其制备方法，所述固壁剂改性树脂聚合物是由下述原料制成的：清水、淀粉、40％的氢氧化钠水溶液、2-氯乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、引发剂、硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶(含量可以为0)、辅助剂。所述制备方法包括如下工艺步骤：制备共聚物凝胶和制备共聚物粉末(即进行水溶液接枝聚合和制备聚合物粉末)，然后将上述半成品按比例与硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶(可以无该组分)、辅助剂均匀混合制备成钻井液用固壁剂。本发明的固壁剂改性树脂聚合物达到了良好的性能效果，参见本说明书后面的表1、表2，在无组分聚1，3-亚丙基氯化吡啶时，本发明的固壁剂改性树脂聚合物性能为：含水量≤10.0％，低温中压滤失量≤10ml，在常温、高温150℃和180℃老化16h，高温高压滤失量≤30.0ml。采用本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物能抗180℃以上高温，有效降低了滤失量，增强了岩石间的胶结力，提高了抗破坏强度，从而稳定了井壁，避免了垮塌，确证了钻井工程安全，且它还具有环保性及高效性，生物降解性好。与已有相关的技术相比，本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，更节能，适用于工业化大规模生产。参见本说明书后面的表3，结合实施例4，在具有组分聚1，3-亚丙基氯化吡啶时，本发明的固壁剂改性树脂聚合物除具有上述性能外，它能抗190℃以上高温。综上所述，本发明能抗180℃以上高温，既能有效增强井壁稳定，也能降低滤失量，避免了井壁垮塌，确保了钻井工程安全。为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1～4为本发明所述的固壁剂改性树脂聚合物及其制备方法。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。实施例1：本发明所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水200份，淀粉20份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液9份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15份，引发剂0.5份，硝基腐殖酸钾10份，拟薄水铝石15份、辅助剂25份；所述的淀粉为玉米粉；所述拟薄水铝石粒度为120目；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1.5∶1。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入清水100份，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌(搅拌器转速为70～75r/min)，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至55℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为55℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在52℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。实施例2：本发明所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水210份，淀粉25份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液8份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10份，引发剂0.75份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石20份，辅助剂30份；所述的淀粉为红薯粉；所述拟薄水铝石粒度为140目；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比1.5∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶1。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌(搅拌器转速为80～90r/min)，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至50℃进行反应，反应时间为6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为4h，温度为60℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在58℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。实施例3：本发明所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水220份，淀粉30份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液10份，2-氯乙基三甲基氯化铵9份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20份，引发剂0.9份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石15份，辅助剂30份；所述的淀粉为木薯粉；所述拟薄水铝石粒度为160目；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶2。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至85℃，开启搅拌(搅拌器转速为75～80r/min)，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至60℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在55℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。实施例4：本发明所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物是由下述质量配比的原料制成的：清水215份，淀粉28份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液10份，2-氯乙基三甲基氯化铵8份，丙烯酰胺27份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵17份，引发剂0.8份，硝基腐殖酸钾18份，拟薄水铝石17份，聚1，3-亚丙基氯化吡啶12份，辅助剂28份；所述拟薄水铝石粒度为120目；所述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的数均分子量为12000；所述的淀粉为木薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比1.5∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶1.5。所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至82℃，开启搅拌(搅拌器转速可为75～80r/min)，糊化30min，然后将产物冷却至42℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至60℃进行反应，反应时间为6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为4h，温度为65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在55℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。以下为本发明的试验部分：水分测定：采用在105℃±2℃下干燥2h已知质量的称量瓶，称取约1g～1.5g试样准确至0.0001g，放于105℃±2℃烘箱中烘4h后取出，立即放入干燥器内冷却30min后称量，水分按下式计算。式中：w——水分，％；m2——试样和称量瓶质量，单位为克(g)；m3——干燥后试样和称量瓶质量，单位为克(g)；m1——称量瓶质量，单位为克(g)。钻井液性能：基浆配制：在高搅杯中加入400ml蒸馏水，0.60g无水碳酸钠，16.00g钻井液试验配浆用膨润土，8.00g钻井液用试验用评价土，高速搅拌20min，在搅拌中间停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物，于25℃±1℃下密闭养护24h。室温中压滤失量和高温高压滤失量的测定：取养护后的基浆，加入8.00g试样，在高速搅拌过程中用20％naoh溶液调节试样浆的ph值为10，高速搅拌20min，在搅拌中间停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物。按gb/t16783.1的要求测试低温低压滤失量和高温高压滤失量(150℃，压差3.5mpa)。老化后高温高压滤失量的测定：取两杯养护后的基浆，分别加入8.00g试样，在高速搅拌过程中用20％naoh溶液调节试样浆的ph值为10，高速搅拌20min，在搅拌中间停下两次，刮下粘附于杯壁上的粘附物。分别在150℃和180℃下老化16h，按gb/t16783.1的要求测试高温高压滤失量(150℃，压差3.5mpa)。本发明的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物达到了良好的性能效果，参见下面的表1、表2、表3。表1、表2是在无组分聚1，3-亚丙基氯化吡啶时、本发明的固壁剂改性树脂聚合物性能测定结果数据表。表3是在具有组分聚1，3-亚丙基氯化吡啶时，本发明的固壁剂改性树脂聚合物性能测定结果数据表(结合实施例4)。表1中、表3中本发明各实施例制备的固壁剂改性树脂聚合物的加量(重量百分比)皆为2％。表1各实施例制备的固壁剂改性树脂聚合物性能测定结果实施例水分，％低温低压滤失量，ml高温高压滤失量，ml实施例18.27.217.1实施例28.56.216.2实施例37.96.816.9表2各实施例制备的固壁剂改性树脂聚合物老化后性能测定结果表3实施例4制备的固壁剂改性树脂聚合物老化后性能测定结果综上所述，采用本发明的以上各实施例制得的钻井液用固壁剂(改性树脂聚合物)能抗180℃以上高温，有效降低了滤失量，增强了岩石间的胶结力，提高了抗破坏强度，从而稳定了井壁，避免了垮塌，确证了钻井工程安全，且它还具有环保性，生物降解性好。与已有相关的技术相比，本发明的工艺步骤相对简化，简单易行，易于控制和实现，适用于工业化大规模生产。当前第1页1 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技术特征：1.一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水200～220份，淀粉20～30份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液8～10份，2-氯乙基三甲基氯化铵5.0～10.0份，丙烯酰胺20～30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10～20份，引发剂0.5～1份，硝基腐殖酸钾10～20份，拟薄水铝石10～20份，聚1，3-亚丙基氯化吡啶0～12份，辅助剂20～30份；
所述的淀粉为玉米粉、木薯粉、红薯粉中的一种；所述拟薄水铝石粒度为100～200目；所述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的结构式如下：
上述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的数均分子量为10000～20000之间；所述的辅助剂为mgo、al2o3中的一种或两种原料的组合，两种原料组合时其配比是任意的；
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入部分清水，清水的加入量为其总质量的50％～55％，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80～85℃，开启搅拌，糊化30～35min，然后将产物冷却至40～45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1～1.5h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至50～60℃进行反应，反应时间为4～6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3～4h，温度为55～65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在50～60℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
2.根据权利要求1所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于上述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾中的一种或两种原料的组合，两种原料组合时其配比是任意的。
3.根据权利要求1所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水200份，淀粉20份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液9份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15份，引发剂0.5份，硝基腐殖酸钾10份，拟薄水铝石15份，辅助剂25份；所述的淀粉为玉米粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1.5∶1；
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入清水100份，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至55℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为55℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在52℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
4.根据权利要求1所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水210份，淀粉25份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液8份，2-氯乙基三甲基氯化铵7份，丙烯酰胺30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10份，引发剂0.75份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石20份，辅助剂30份；所述的淀粉为红薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比1.5∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶1；
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至80℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至50℃进行反应，反应时间为6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为4h，温度为60℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在58℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
5.根据权利要求1所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水220份，淀粉30份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液10份，2-氯乙基三甲基氯化铵9份，丙烯酰胺25份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20份，引发剂0.9份，硝基腐殖酸钾15份，拟薄水铝石15份，辅助剂30份；所述的淀粉为木薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比2∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶2；
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至85℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至45℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至60℃进行反应，反应时间为5h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为3h，温度为65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在55℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
6.根据权利要求1所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于它是由下述质量配比的原料制成的：清水215份，淀粉28份，质量百分比浓度为40％的氢氧化钠水溶液10份，2-氯乙基三甲基氯化铵8份，丙烯酰胺27份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵17份，引发剂0.8份，硝基腐殖酸钾18份，拟薄水铝石17份，聚1，3-亚丙基氯化吡啶12份，辅助剂28份；所述聚1，3-亚丙基氯化吡啶的数均分子量为12000；所述的淀粉为木薯粉；所述的辅助剂为mgo、al2o3两种原料的组合，mgo与al2o3的质量之比1.5∶1；所述的引发剂为高锰酸钾、钒酸钾两种原料的组合，高锰酸钾与钒酸钾的质量之比为1∶1.5；
所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物的制备方法包括如下工艺步骤：①制备共聚物凝胶：按上述质量配比在反应釜内加入110份清水，在清水中加入淀粉，将反应釜内温度缓慢加热至82℃，开启搅拌，糊化30min，然后将产物冷却至42℃，将反应釜内逐渐加入上述氢氧化钠水溶液进行碱化，碱化1h后，再加入2-氯乙基三甲基氯化铵，将反应釜内温度缓慢加热至60℃进行反应，反应时间为6h，然后在反应釜内加入剩余的清水，搅拌均匀后再在反应釜内依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂进行共聚反应，反应时间为4h，温度为65℃，得到共聚物凝胶；②制备共聚物粉末：将步骤①得到的共聚物凝胶放于烘箱内，在55℃温度下烘干，得到共聚物固体，粉碎，得到共聚物粉末；③制备固壁剂：将步骤②得到的共聚物粉末、上述硝基腐殖酸钾、拟薄水铝石、聚1，3-亚丙基氯化吡啶、辅助剂加入到混料机中混合搅拌均匀，所得最终产物即为钻井液用固壁剂改性树脂聚合物。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，其特征在于上述的步骤①中搅拌速率为50～100r/min。
技术总结一种钻井液用固壁剂改性树脂聚合物，由下述原料制成：清水200～220份，淀粉20～30份，40％的氢氧化钠水溶液8～10份，2‑氯乙基三甲基氯化铵5.0～10.0份，丙烯酰胺20～30份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10～20份，引发剂0.5～1份，硝基腐殖酸钾10～20份，拟薄水铝石10～20份，聚1，3‑亚丙基氯化吡啶0～12份，辅助剂20～30份。该固壁剂的性能为：含水量≤10.0％，低温中压滤失量≤10mL，在常温、高温150℃和180℃老化16h，高温高压滤失量≤30.0mL。本发明能抗180℃以上高温，有效降低了滤失量，增强了岩石间的胶结力，提高了抗破坏强度，从而稳定了井壁，避免了垮塌，确保了钻井工程安全，且它还具有环保性，生物降解性好。
技术研发人员：陈利;赵秀平
受保护的技术使用者：石家庄华莱鼎盛科技有限公司
技术研发日：2020.03.16
技术公布日：2020.06.05
