一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法，属于油田化学钻井液处理剂制备技术领域。本发明专利技术首先将玉米淀粉与水混合加热制得悬浊液，依次向悬浊液中加入过硫酸铵和溴水过滤制得反应干燥产物，将滤饼与盐酸混合反应生成粘结固体产物，最后将丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、N‑乙烯基吡咯烷酮、粘结固体产物与反应干燥产物混合搅拌制得耐盐高热稳定降滤失剂，磺酸基团能有效保护淀粉主链不受盐分腐蚀，还可以稳定土壤、抑制分散，起到更好的降滤失作用，腐植酸吸附于土壤颗粒表面，使土壤颗粒之间的吸附作用增强，还能与多种金属盐、磷酸盐和铵盐形成各种络合产物，增强降滤失剂的耐盐性，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法
本专利技术涉及一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法，属于油田化学钻井液处理剂制备

技术介绍
钻井过程中钻井液在压力下流经渗透性地层时将发生渗滤，导致钻井液的滤液侵入地层，这个过程通称为“失水”。如果不控制失水，液相体积的减少将使水泥浆密度增加，稠化时间、流变性偏离原设计要求，大量的液体流入地层使水泥浆变得难以泵送，并对地层造成不同程度的伤害，滤液侵入地层不仅会引起泥页岩水化膨胀，严重时导致井壁不稳定和各种井下复杂情况。降滤失剂是保证钻井液性能稳定的一类重要添加剂，有助于钻井液在井壁上形成低渗透率、薄而致密的滤饼，通过减少钻井液滤液向地层侵入，降低泥页岩水化膨胀，达到稳定井壁、保证井径规则、顺利钻探的目的。目前常用的降滤失剂有烃类、陶粒类以及有机聚合物类。烃类包括柴油、粗甲苯、矿场原油等。这类降滤失剂的主要作用机理是在水中形成乳状液，乳状液透过滤饼的滤失为两相流动，阻力较大，因而能使滤饼的水渗透率降低，但是在地层中，乳状液对油水渗透是有害的。陶粒类包括惰性的物质如粉状陶粒（粉陶）、粉状石英砂（粉砂）等，具有一定粒径分布。这类降滤失剂的主要作用机理是颗粒物质或颗粒连同聚合物（主要为稠化剂）在岩心表面沉积而形成滤饼，堵塞微小岩心孔道，降低液体流入岩心的速度。虽然此类物质粒径非常小，但施工完后，将滞留地层和裂缝中，从而对地层渗透率造成永久伤害。聚合物类降滤失剂是通过在岩心表面形成滤饼，降低压裂液的滤失。目前常用的聚合物类降滤失剂可降解，但是降解后还存在一定量的残渣，这些残渣留在地层中，堵塞储层裂缝及孔隙，造成储层渗透率降低，对地层造成永久伤害。现有钻井液用降滤失剂普遍存在以下不足：（1）抗温性能差，在较高温度下降滤失剂发生分解，降滤失效果减弱，为增加其降滤失效果，必须增加降滤失剂的用量，导致生产成本增加和钻井液的流变性能发生了很大变化；（2）抗盐抗钙能力差，有一些降滤失剂达到了抗温的要求，但在饱和NaCl溶液中失水量超过了40mL；（3）价格昂贵，成本较高，不适合现场大量使用。因此，提供一种抗高温、耐盐的降滤失剂成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前降滤失剂热稳定性差，耐盐性能不佳的缺陷，提供了一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉与蒸馏水按质量比1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，用搅拌器混合搅拌制得悬浊液，向烧杯中滴加悬浊液质量30～40%的过硫酸铵粉末，在氮气环境、搅拌转速为300～330r/min和温度为80～90℃的条件下反应3～4h，反应后过滤得到滤液；（2）将上述滤液与液溴按质量比10:1投入反应釜中混合搅拌，搅拌后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4～8次后放入真空干燥箱中真空干燥制得反应干燥产物，备用；（3）称取500～700g的褐煤置于研磨罐中研磨，研磨后用苯浸泡并于超声振荡仪中超声振荡，振荡结束后过滤得到滤饼，用无水乙醇清洗滤饼3～5次；（4）将上述清洗后的滤饼与氢氧化钠溶液按质量比1:2混合，恒温静置30～50min后，滴加盐酸调节pH值至2～3，恒温静置30～50min后，过滤得到不溶物，用蒸馏水清洗不溶物4～8次得到粘结固体产物；（5）按重量份数计，称取12～15份丙烯酰胺、10～12份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5～7份N-乙烯基吡咯烷酮、3～5份上述粘结固体产物与3～5份备用的反应干燥产物投入行星球磨机中球磨，制得耐盐高热稳定降滤失剂。步骤（1）中所述的水浴锅中的水浴温度为80～90℃，搅拌器的转速为500～550r/min，混合搅拌时间为60～80min。步骤（2）中所述的反应釜中的搅拌转速为300～330r/min，温度为45～50℃，混合搅拌时间为60～70min，真空干燥箱中的温度为40～45℃，真空度为80～120Pa，真空干燥时间为2～3h。步骤（3）中所述的超声振荡仪的频率为40～45kHz，超声振荡时间为40～50min。步骤（4）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为5～8%，盐酸的质量分数为5～8%。步骤（5）中所述的行星球磨机中的球磨时间为2～3h。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将玉米淀粉与水混合加热制得悬浊液，依次向悬浊液中加入过硫酸铵和溴水，混合反应后过滤制得反应干燥产物，然后将褐煤研磨依次用苯和碱液浸泡，浸泡后过滤得到滤饼，将滤饼与盐酸混合反应生成粘结固体产物，最后将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、粘结固体产物与反应干燥产物混合搅拌制得耐盐高热稳定降滤失剂，本专利技术将玉米淀粉作为原料，与水混合高温反应，再加入过硫酸铵使淀粉中引入磺酸基团，反应结束后加入液溴使淀粉基团中引入溴元素，淀粉本身具有一定的耐温性能，引入磺酸基团后可以使淀粉能够更好的分散于聚合物溶液中，溴元素可以使淀粉与降滤失剂中其它分子之间形成离子键吸附，加强内部空间结构的交联程度，从而提高降滤失剂的热稳定性，并且磺酸基团与溴位于淀粉分子链侧链，磺酸基团本身耐盐性能优异，从而有效保护淀粉主链不受盐分腐蚀，还可以与土壤之间形成静电吸附，包覆土壤颗粒表面，降低土壤的比表面积和表面电荷，从而稳定土壤、抑制分散，起到更好的降滤失作用，同时阴离子单体可以在土壤周围形成较厚的膜层，缓解水分的渗透，降低渗透率，增强降滤失效果；（2）本专利技术从褐煤中提取腐植酸，腐植酸中含有多种疏水基团、亲水基团和其它游离基团，可以很好的分散于聚合物溶液中，还能通过共价键、氢键以及螯合作用吸附于土壤颗粒表面，有助于在土壤表面形成膜层并粘合土壤颗粒，使土壤颗粒之间的吸附作用增强，减小土壤颗粒间的缝隙，增强降滤失性能，同时腐植酸可以与玉米淀粉、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸生成共价键、离子键、氢键吸附，增强降滤失剂的交联密度，以提高降滤失剂的热稳定性，腐植酸还能与多种金属盐、磷酸盐和铵盐形成各种络合产物，以避免盐分对降滤失剂的腐蚀，从而增强降滤失剂的耐盐性，具有广阔的应用前景。具体实施方式将玉米淀粉与蒸馏水按质量比1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80～90℃的水浴锅中，用搅拌器以500～550r/min的转速混合搅拌60～80min，制得悬浊液，向烧杯中滴加悬浊液质量30～40%的过硫酸铵粉末，在氮气环境、搅拌转速为300～330r/min和温度为80～90℃的条件下反应3～4h，反应后过滤得到滤液；将上述滤液与液溴按质量比10:1投入反应釜中，在搅拌转速为300～330r/min，温度为45～50℃的条件下混合搅拌60～70min，搅拌后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4～8次后放入真空干燥箱中，在温度为40～45℃，真空度为80～120Pa的条件下真空干燥2～3h制得反应干燥产物，备用；称取500～700g的褐煤置于研磨罐中研磨，研磨后用苯浸泡并于超声振荡仪中以40～45kHz的频率超声振荡40～50min，振荡结束后过滤得到滤饼，用无水乙醇清洗滤饼3～5次；将上述清洗后的滤饼与质量分数为5～8%的氢氧化钠溶液按质量比1:2混合，恒温静置30～50min后，滴加质量分数为5～8%的盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉与蒸馏水按质量比1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，用搅拌器混合搅拌制得悬浊液，向烧杯中滴加悬浊液质量30～40%的过硫酸铵粉末，在氮气环境、搅拌转速为300～330r/min和温度为80～90℃的条件下反应3～4h，反应后过滤得到滤液；（2）将上述滤液与液溴按质量比10:1投入反应釜中混合搅拌，搅拌后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4～8次后放入真空干燥箱中真空干燥制得反应干燥产物，备用；（3）称取500～700g的褐煤置于研磨罐中研磨，研磨后用苯浸泡并于超声振荡仪中超声振荡，振荡结束后过滤得到滤饼，用无水乙醇清洗滤饼3～5次；（4）将上述清洗后的滤饼与氢氧化钠溶液按质量比1:2混合，恒温静置30～50min后，滴加盐酸调节pH值至2～3，恒温静置30～50min后，过滤得到不溶物，用蒸馏水清洗不溶物4～8次得到粘结固体产物；（5）按重量份数计，称取12～15份丙烯酰胺、10～12份2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、5～7份N‑乙烯基吡咯烷酮、3～5份上述粘结固体产物与3～5份备用的反应干燥产物投入行星球磨机中球磨，制得耐盐高热稳定降滤失剂。...

【技术特征摘要】
1.一种耐盐高热稳定降滤失剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将玉米淀粉与蒸馏水按质量比1:3投入烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，用搅拌器混合搅拌制得悬浊液，向烧杯中滴加悬浊液质量30～40%的过硫酸铵粉末，在氮气环境、搅拌转速为300～330r/min和温度为80～90℃的条件下反应3～4h，反应后过滤得到滤液；（2）将上述滤液与液溴按质量比10:1投入反应釜中混合搅拌，搅拌后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4～8次后放入真空干燥箱中真空干燥制得反应干燥产物，备用；（3）称取500～700g的褐煤置于研磨罐中研磨，研磨后用苯浸泡并于超声振荡仪中超声振荡，振荡结束后过滤得到滤饼，用无水乙醇清洗滤饼3～5次；（4）将上述清洗后的滤饼与氢氧化钠溶液按质量比1:2混合，恒温静置30～50min后，滴加盐酸调节pH值至2～3，恒温静置30～50min后，过滤得到不溶物，用蒸馏水清洗不溶物4～8次得到粘结固体产物；（5）按重量份数计，称取12～15份丙烯酰胺、10～12份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5～7份N-乙烯基吡咯烷酮、3～5份上述粘结固体产物与3～5份...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘友玖，蒋梦成，陈帅，
申请(专利权)人：佛山陵朝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44