[发明专利]一种抗高温降滤失剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗高温降滤失剂及其制备方法。该制备方法包括：在20℃‑55℃下的水介质中，将淀粉、交联剂、pH值调节剂进行交联反应，得到中间产物；将烯基酰胺、烯基磺酸或烯基磺酸盐、烯基季铵盐和烯基烷酮混合，调节pH值至7，得到混合溶液；在50℃‑80℃、氮气的保护下，向混合溶液中加入中间产物，通过引发剂引发聚合3h‑5h；经过洗涤、干燥、烘干、粉碎，得到抗高温降滤失剂。本发明还提供了由上述制备方法得到的抗高温降滤失剂。本发明的抗高温降滤失剂无毒环保，抗温可达200℃，同时具有良好的抗盐和抗钙能力。

技术领域

本发明涉及一种钻井液用降滤失剂，尤其涉及一种钻井液用抗高温的降滤失剂，属于石油开采技术领域。

背景技术

随着世界石油工业的迅速发展，油气勘探开发逐渐向深部地层、海上及环境敏感地层发展，环保与抗温问题越来越突出，从源头控制钻井液对环境的污染，开发环保且抗温效果良好的绿色钻井液处理剂，实现“绿色”钻井，是解决环境问题的有效途径。降滤失剂作为水基钻井液的重要处理剂之一，对保证安全、快速、高效钻井起着重要作用，研制出既可以满足钻井工程需求又具有环境友好性质的降滤失剂是当前国内外技术专家们所研究的重要课题之一。

淀粉作为一种天然资源，来源丰富、价格低廉、无毒易降解、与环境适应性好，是一种重要的油田化学品，其改性降滤失剂产品多具有无毒环保、成本低廉、来源广、抗盐抗钙能力强等特点。但是，淀粉类降滤失剂抗温性较差，普遍抗温不超过130℃，少有的几种淀粉类降滤失剂的抗温能力可达140℃，大大限制了其推广应用。

为改善淀粉类降滤失剂的抗温性能，国内外学者对淀粉类降滤失剂进行了进一步的改性，通常都是采取接枝共聚乙烯基功能单体的方法来提高其在高温条件下的降滤失剂性能。例如，蒋官澄等人在《新型降滤失剂CBF的制备与性能评价》(油田化学，2010年12月)中以羧甲基淀粉为骨架，通过接枝单体丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸合成得到了改性羧甲基淀粉，然后复配成膜剂以提高其抗温性(150℃)。又如迟姚玲等人在《抗温环保型降滤失剂改性玉米淀粉的合成与评价》(中国石油大学学报(自然科学版)，2011年2月)中将丙烯酰胺和丙磺酸单体接枝到淀粉上，同时加入除氧剂以提高产品的抗温性能，得到改性淀粉降滤失剂，可抗温至150℃。陈馥等人在《一种改性淀粉钻井液降滤失剂的合成与性能评价》(应用化工，2011年5月)一文中所报道的，通过在淀粉上接枝丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二烯丙基-二甲基氯化铵三种功能单体来改善改性淀粉降滤失剂的抗高温性能(150℃)，取得了一定的成效。但是，通过接枝共聚乙烯基功能单体，或通过在合成过程中复配一些除氧剂和成膜剂用以提高其整体抗温性能的方法制备的改性淀粉降滤失剂大多都无法突破150℃。

也有报道利用其它方法制备改性淀粉降滤失剂，例如王德龙等人在《无机硅改性羧甲基淀粉钠降滤失剂的研制及其性能》(石油化工，2010)中将水溶性硅酸钠引入羧甲基淀粉钠合成了有机硅化合物降滤失剂，150℃老化后API失水为15.2mL。又如，解金库等人在《一种膨润土改性淀粉抗高温降滤失剂的研制及其性能》(精细石油化工，2011年11月)中以羧甲基淀粉钠盐和膨润土为原料，合成了一种膨润土改性羧甲基淀粉抗高温降滤失剂，其常温和150℃高温下钻井液性能都明显好于常规的羧甲基淀粉降滤失剂，但抗温能力仍在150℃以内。中国专利申请201210429020.1公开了一种钻井液用抗高温抗盐抗钙降滤失剂及其制备方法，采用淀粉与磷酸盐的反应生成淀粉磷酸酯来降低钻井液的滤失量，但其抗温能力也在150℃左右，并未有较大突破。

另外，中国专利申请201310344574.6中提供了一种抗高温改性淀粉降滤失剂及其制备方法，以淀粉、酚类化合物、烯基酰胺和烯基磺酸为原料，通过反相微乳液聚合生成了一种淀粉接枝共聚物降滤失剂，抗温最高可达175℃。中国专利申请201410299471.7在201310344574.6公开内容的基础上，通过进一步引入烯基季铵盐和烯基烷酮做出改进，研发得到一种抗温性能达到180℃的钻井液用改性淀粉降滤失剂。