本发明属于钻井，具体涉及一种抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂及其制备方法与应用。
背景技术：
1、我国深层超深层储层蕴藏丰富的石油资源和天然气资源，深层超深层油气的勘探是未来油气发展的必由之路。这些深部储层深度普遍超过6000m，井底温度高，且盐膏层分布广泛，这对钻井液的抗温抗盐性提出了更高的要求。降滤失剂作为钻井液的重要添加剂，在安全、迅速、高效钻井中起着关键作用，但目前的降滤失剂在性能上难以满足深井钻探抗高温、抗盐的要求，同时高温高盐条件下易使降滤失剂发生降解、蜷曲等，导致钻井液粘度显著降低，严重影响钻井液维持井壁稳定、携带岩屑及悬浮加重材料等能力，导致引发井涌、井喷等重大安全事故。因此，提高水基钻井液降滤失剂在高温高盐（na+、k+、ca2+）条件下的粘度稳定性以及降滤失性能对于深部地层安全高效钻井至关重要。
2、关于降滤失剂有不少专利文献报道。如，中国专利文献cn111303356a公开了一种非磺化抗温降滤失剂，在常温与180℃~200℃条件下均具备良好的降滤性能，但是其抗温性能还需进一步提高。中国专利文献cn114989351a公开了一种钻井液用低分子量的降滤失剂，抗温性能达200℃，抗盐达饱和，但是酯类单体易高温降解，该聚合物的抗温性能有待提高。中国专利文献cn106432632a公开了一种抗钙盐旳胺基聚合物降滤失剂，耐温180℃，但在高温高盐条件下热滚后黏度较低。中国专利文献cn115850578a公开了一种聚合物降滤失剂，抗温达230℃，但抗盐仅4%，其抗盐性能有待提高。中国专利文献cn116082570a公开了一种纳米复合降滤失剂，在淡水中抗温达240℃，但其抗盐和抗钙性能还需进一步提升。
3、因此，亟需研发一种抗温抗盐（na+、k+、ca2+）性能优异的增粘降滤失剂来满足超深井钻探的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，尤其是针对现有水基钻井液用聚合物降滤失剂存在的缺点：抗温性能差，在深部超深部地层高温环境下易降解失去作用；抗盐性能差，在钻遇深部盐膏层时钻井液体系降滤失效果大幅下降；在高温高盐条件下，聚合物分子链的卷曲和聚集，钻井液粘度显著减低。本发明提供一种抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂及其制备方法与应用。本发明的增粘降滤失剂在高温高盐条件下可以有效降低钻井液滤失量、提高钻井液黏度并维持钻井液流变稳定性，能够抗220℃以上，抗nacl浓度达36wt%，抗kcl浓度达5.0wt%，抗cacl2浓度达3.0wt%，可应用于深部高含盐地层油气钻探中。
2、本发明是通过如下技术方案实现的：
3、一种抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，包括如下质量份的原料制备得到：8-10份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、15-17份丙烯酰胺、4-6份二烯丙基二甲基氯化铵、2-4份1,8-亚乙基萘、9-13份八乙烯基poss、0.1-0.2份引发剂、0.1-0.2份司班80、0.1-0.2份吐温80、80-120份去离子水。
4、优选的，抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，包括如下质量份的原料制备得到：9份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、16份丙烯酰胺、5份二烯丙基二甲基氯化铵、2-4份1,8-亚乙基萘、9-13份八乙烯基poss、0.15份引发剂、0.15份司班80、0.15份吐温80、100份去离子水。
5、根据本发明优选的，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。
6、上述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤：
7、（1）将1,8-亚乙基萘、司班80、吐温80充分混合乳化，得到乳液a；
8、（2）向去离子水中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，调节ph至7-8，随后加入丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、八乙烯基poss，搅拌至充分分散；加入乳液a，加入引发剂，经搅拌反应，然后经洗涤、干燥、粉碎得到抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂。
9、根据本发明优选的，步骤（2）中，使用质量分数为30%-40%的naoh水溶液调节体系的ph至7-8。
10、根据本发明优选的，步骤（2）中，反应温度为65-75℃，反应时间为4-6h。
11、根据本发明优选的，步骤（2）中，洗涤为使用丙酮进行洗涤；干燥为80-100℃下干燥20-30h。
12、上述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂在深度6000~9000m储层钻探中的应用。
13、根据本发明优选的，抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂在钻井液中的添加浓度为1-5wt%。
14、本发明的技术特点及有益效果如下：
15、1、本发明的抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、1,8-亚乙基萘、八乙烯基poss单体通过乳液聚合法制得的一种多环强刚性聚合物钻井液增粘降滤失剂。本发明抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂在220℃下抗nacl浓度达36wt%，抗kcl浓度达5wt%，抗cacl2浓度达3wt%，具有优异的抗高温抗盐性能。
16、2、本发明的抗超高温高盐钻井液用多环强刚性聚合物增粘降滤失剂中使用的刚性基团，如萘基及其衍生物，在高分子链中增加了链段的刚性。这种刚性限制了分子链在高温下的运动和振动，减少了链段断裂的可能性，当聚合物受热时，分子链的运动加剧，而刚性基团的存在可以抵抗这种运动，从而提高了聚合物抵抗热变形和热分解的能力。聚合物刚性的增加使得聚合物在含盐环境中更能够抵抗离子渗透和溶胀，从而提高了聚合物的耐盐性能。刚性基团在聚合物分子链中占据较大的空间，形成了位阻效应。这种位阻效应减少了链段在高温下的接触和碰撞，进一步降低了链段断裂的风险。位阻效应还可以阻止一些可能导致聚合物降解的化学反应的发生，从而提高了聚合物的热稳定性。同时，位阻效应能够阻碍盐离子在聚合物内部的扩散和渗透，降低了盐离子对聚合物性能的影响，从而提高了聚合物的耐盐性能。同时，刚性基团的引入可以在一定程度上避免高分子链中出现弱键和不稳定结构，这些弱键和不稳定结构在高温下容易断裂，导致聚合物发生降解，从而影响钻井液粘度。相反，刚性基团倾向于形成更稳定的化学键和分子结构，提高了聚合物在高温下的稳定性以及钻井液的粘度。
17、3、本发明的抗超高温高盐钻井液用多环强刚性聚合物增粘降滤失剂中加入了1,8-亚乙基萘，该单体的芳香苯环提供疏水特性以及刚性，从而提高聚合物的热稳定性；环状官能团具有位阻作用，无需添加链转移剂，不仅能够控制聚合物自身分子量，也能够减低合成成本；同时萘基可以使聚合物形成的空间结构在高温高压情况下不易变形、蜷缩失效。
18、4、本发明的抗超高温高盐钻井液用多环强刚性聚合物增粘降滤失剂中加入了八乙烯基poss，笼状低聚倍半硅氧烷（poss）是一种结构非常稳定的有机/无机杂化纳米材料，具有si—o—si结构的无机内核，该内核由si-o交替连接的硅氧骨架组成，形状如同一个“笼子”，能够显著增强聚合物分子链的刚性，这种刚性的增加使得聚合物在受到外界应力或温度变化时，分子链的运动受到限制，减少了链段的运动，减少了链段断裂的可能性，从而提高了聚合物的稳定性。刚性基团在聚合物分子链中占据较大的空间，形成了位阻效应。这种位阻效应能够阻碍盐离子在聚合物内部的扩散和渗透，降低了盐离子对聚合物性能的影响，从而提高了聚合物的耐盐性能。同时，八乙烯基poss本身就具有空间网状结构，能有提高钻井液在高温高盐条件下的粘度。该单体三维尺寸在1～3 nm之间，被称为“最小的氧化硅结构”，特殊的结构使得poss粒子具有极高的热稳定性、结构可设计性、纳米尺寸效应、良好相容性和环保无毒等特点，并且溶解性良好。
19、5、本发明的降滤失剂各个组分以特定的比例共同作用，实现本发明的优异效果，即本发明的降滤失剂在超高温、高盐条件下具有优异的降滤失性能，满足高温、高盐地层的钻探需求。任意组分的缺失，原料种类以及原料配比的不适宜，均将降低降滤失剂的性能。
1.一种抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，其特征在于，包括如下质量份的原料制备得到：8-10份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、15-17份丙烯酰胺、4-6份二烯丙基二甲基氯化铵、2-4份1,8-亚乙基萘、9-13份八乙烯基poss、0.1-0.2份引发剂、0.1-0.2份司班80、0.1-0.2份吐温80、80-120份去离子水。
2.根据权利要求1所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，其特征在于，抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，包括如下质量份的原料制备得到：9份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、16份丙烯酰胺、5份二烯丙基二甲基氯化铵、2-4份1,8-亚乙基萘、9-13份八乙烯基poss、0.15份引发剂、0.15份司班80、0.15份吐温80、100份去离子水。
3.根据权利要求1所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。
4.如权利要求1-3任意一项所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂的制备方法，包括步骤：
5.根据权利要求4所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，使用质量分数为30%-40%的naoh水溶液调节体系的ph至7-8。
6.根据权利要求4所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，反应温度为65-75℃，反应时间为4-6h。
7.根据权利要求4所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，洗涤为使用丙酮进行洗涤；干燥为80-100℃下干燥20-30h。
8.如权利要求1-3任意一项所述抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂在深度6000~9000m储层钻探中的应用，其特征在于，抗温抗盐钻井液用多环聚合物增粘降滤失剂在钻井液中的添加浓度为1-5wt%。
