[发明专利]一种改性壳聚糖及其制备方法和钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及壳聚糖技术领域，尤其涉及一种改性壳聚糖及其制备方法和钻井液。

背景技术

壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基后生成的衍生物，是一种含有胺基的碱性多糖。壳聚糖无毒性、具有良好的生物相容性和可生物降解性，得到了不同领域研究者的广泛关注。研究表明，壳聚糖分子链上含有大量的羟基、胺基等活性基团，这些活性基团的存在使其很容易进行衍生改性，因而基于壳聚糖及其衍生物制备的功能材料越来越受到人们的关注。壳聚糖的改性研究大量集中在向壳聚糖分子中引入亲水基团来增加其溶解性能，壳聚糖分子中的2位胺基和6位羟基是化学反应的主要活性位，根据需要引入特定基团可得到特定性能的壳聚糖衍生物。

现有技术中壳聚糖衍生物用于钻井液主要是作为杀菌剂使用。如申请号为201410044923.7的中国专利提供了一种壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂的制备方法，这种方法制备得到的壳聚糖接枝共聚物絮凝-杀菌剂可用于循环冷却水、造纸污水、生活污水、钻井液中的杀菌处理，能够杀灭水体中的病毒、细菌、藻类浮游物并随水体中的胶体、悬浮颗粒凝聚沉降下来。

提切性和降滤失性是衡量钻井液的重要性能。目前，具有较好的提切性和降滤失性的壳聚糖衍生物还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性壳聚糖及其制备方法和钻井液，本发明提供的改性壳聚糖具有较好的提切性和降滤失性。

本发明提供了一种改性壳聚糖，包括式I所示的结构：

其中，n为1～10，m为1200～3100，x为1～10，M为碱金属元素。

优选的，所述n为1～3。

优选的，所述x为1～3。

优选的，所述M为Na或K。

优选的，所述改性壳聚糖的数均分子量为380000～1270000。

本发明采用氯代长碳链羧酸得到的改性壳聚糖具有较好的提切性和降滤失性，可作为提切剂和降滤失剂应用于钻井液中。

本发明提供了一种上述技术方案所述的改性壳聚糖的制备方法，包括：

将壳聚糖、碱性化合物、醇类化合物和卤代羧酸进行反应，得到改性壳聚糖；

所述碱性化合物为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐；

所述卤代羧酸为X-CH₂-[CH₂]_p-COOH，其中X为卤素，p为1～10。

优选的，所述壳聚糖、碱性化合物、醇类化合物和卤代羧酸的质量比为(16～20)：(22～44)：(40～60)：(26～52)。

优选的，所述反应的温度为50～80℃。

优选的，所述改性壳聚糖的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将壳聚糖、碱性化合物和醇类化合物进行反应，得到反应产物；

(2)将所述反应产物和卤代羧酸进行反应，得到改性壳聚糖。

本发明提供的方法可制备得到上述特定结构的改性壳聚糖，这种方法制备得到的改性壳聚糖具有较好的提切性和降滤失性。此外，本发明提供的改性壳聚糖的制备方法反应原料可再生、环保，反应条件温和，工艺简单，便于操作。

本发明提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的改性壳聚糖。

本发明提供的钻井液使用上述技术方案所述的改性壳聚糖作为提切剂和降滤失性，这种钻井液具有较好的提切性和降滤失性。

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制备得到的改性壳聚糖的红外光谱图；

图2为本发明实施例2制备得到的改性壳聚糖的红外光谱图；

图3为本发明实施例3制备得到的改性壳聚糖的红外光谱图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种改性壳聚糖，包括式I所示的结构：

其中，n为1～10，优选为1～3。

m为1200～3100，更优选为1500～3000，最优选为2000～2500。