[发明专利]一种表面疏水改性的黄原胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面疏水改性的黄原胶及其制备方法。

背景技术

黄原胶是一种常用的钻井液用流型调节剂，具有增粘提切作用。加入钻井液中，可显著提高钻井液的粘度和切力。

向钻井液加入黄原胶的过程中，由于黄原胶的增粘作用，先与水接触的黄原胶分子会迅速水化并形成一层致密的水化层，阻碍水分子向黄原胶颗粒的内部扩散。在搅拌条件不良时，便会形成团块。钻井实践表明，即便经过钻头水眼的高速剪切，仍有大量的黄原胶无法分散溶解。到达振动筛后，便会被振动筛筛除，造成很大浪费。

为解决上述问题，钻井现场一般通过增配泥浆剪切泵、提高搅拌桨速度等工程措施。但以上方法实际使用效果不佳。另外，一些黄原胶生产厂家通过改进黄原胶的发酵工艺，从而提高了黄原胶的溶解速度，但无法改变黄原胶的分散性能，因此无法根本解决黄原胶配制过程中产生的团块问题。

因而，存在对具有表面疏水改性的黄原胶及其制备方法的需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种表面疏水改性的黄原胶。

本发明的另一个目的是提供一种制备表面疏水改性的黄原胶的方法。

本发明的表面疏水改性的黄原胶通过以下步骤制备：

(1)将2至6重量份的氯化钙、4至8重量份的三氯化铁、1至6重量份的偏铝酸钠、5至15重量份的盐酸(36％)、3.5至5.5重量份的聚丙烯酸钠以及5至30重量份的蒸馏水充分搅拌混合，得到反应液A；

(2)将与黄原胶质量比分别为0.5:1至4:1和0.1:1至1.5:1的乙醇和甲苯搅拌混合30min得到黄原胶分散体系；

(3)将所述反应液A加入到所述黄原胶分散体系中，且黄原胶与所述反应液A的质量比为1:1至1:4，接着在30℃～60℃下恒温搅拌2h；

(4)然后缓慢滴加溴代烷烃，且黄原胶与溴代烷烃的质量比为10:1至100:1，继续恒温搅拌4h；

(5)将步骤4所得的溶液进行抽滤，并在70℃～90℃下烘干4h，即得表面疏水改性的黄原胶。

优选地，聚丙烯酸钠的分子量为1000～5000。

优选地，溴代烷烃是碳数为8-16的一溴代直链烷烃。

本发明的制备表面疏水改性的黄原胶的方法包括以下步骤：

(1)将2至6重量份的氯化钙、4至8重量份的三氯化铁、1至6重量份的偏铝酸钠、5至15重量份的盐酸(36％)、3.5至5.5重量份的聚丙烯酸钠以及5至30重量份的蒸馏水充分搅拌混合，得到反应液A；

(2)将与黄原胶质量比分别为0.5:1至4:1和0.1:1至1.5:1的乙醇和甲苯搅拌混合30min得到黄原胶分散体系；

(3)将所述反应液A加入到所述黄原胶分散体系中，且黄原胶与所述反应液A的质量比为1:1至1:4，接着在30℃～60℃下恒温搅拌2h；

(4)然后缓慢滴加溴代烷烃，且黄原胶与溴代烷烃的质量比为10:1至100:1，继续恒温搅拌4h；

(5)将步骤4所得的溶液进行抽滤，并在70℃～90℃下烘干4h，即得表面疏水改性的黄原胶。

本发明通过对黄原胶颗粒表面进行疏水改性有效地解决了结块问题。本发明的表面疏水改性的黄原胶在加入水中后，不会立即水化，而是均匀地分散于水中，然后均匀分散的黄原胶颗粒在水分子扩散作用下，逐渐水化增粘，直至完全水化溶解，从而不会产生团块。

本发明的表面疏水改性的黄原胶的溶解时间低于60min、溶解率大于85％、溶解过程中无团块产生。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的表面疏水改性的黄原胶可在钻井液中迅速分散，即便是搅拌不良的条件下，仍分散良好，不产生团块，解决了钻井液配制过程中黄原胶产生团块的问题；

(2)与未改性的黄原胶相比，本发明的表面疏水改性的黄原胶溶解时间较短、溶解率较高；

(3)与最终粘度不低于同等条件下的未改性的黄原胶相比，本发明的表面疏水改性的黄原胶在不降低黄原胶增粘效果的同时，显著地提高了黄原胶的溶解速度，降低了黄原胶的使用损耗。

具体实施方式

本发明的实施例中的黄原胶可以采用符合《API RP 13A：Specification for Drilling Fluids Materials》标准要求的钻井级黄原胶，为保证实验统一性，下述实施例的黄原胶均采用内蒙古阜丰生物科技有限公司生产的黄原胶产品。

实施例1