一种降滤失剂及其制备方法技术

本发明专利技术石油化工材料技术领域，公开了一种降滤失剂。本发明专利技术研制的产品包括多醛基海藻酸盐、热塑性弹性体、空心炭化稻壳纤维；其中所述多醛基海藻酸盐和所述热塑性弹性体缠绕于所述空心炭化稻壳纤维表面；所述多醛基海藻酸盐在交联剂对苯二甲醛的作用下，在所述空心炭化稻壳纤维表面形成三维交联网络。本发明专利技术还涉及上述降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：将多醛基海藻酸盐分散液分批次加入混合干粉料中，边加边搅拌混合，待加入完毕后，再加入交联剂对苯二甲醛，随后加热搅拌反应，冷却，出料，即得产品。本发明专利技术所得产品具有优异的降滤失性能和耐温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种降滤失剂及其制备方法
本专利技术属于石油化工材料
，具体地涉及一种降滤失剂及其制备方法。
技术介绍
油田钻井用泥浆主要成份是粘土和水，及各种辅助化学品添加剂。在连续钻井过程中，水渗入地层的现象称为失水，单位时间失水量过大，会带来一系列不良后果：井壁坍塌、井径缩小及钻井液稠化等问题，从而导致卡钻等恶性事故的发生。降滤失剂含有与粘土发生吸附作用的吸附基团和水化基团，它能改变井中壁面泥饼的性质：处理剂吸附在大的粘土颗粒表面形成一层保护膜，细微的粘土颗粒吸附在大的处理剂链节上，起到护胶作用，直至成为密实的泥饼，水分子与化学处理剂的极性基团（水化基团）或非极性基团与粘土颗粒形成结构面，水就会被束缚在泥饼中无法通过，使渗透率降低，达到降低钻井过程中水量向地层滤失的作用。为了减少钻井过程中水量向地层滤失，保证井身安全和钻井工程的顺利进行，需加入降滤失剂。常用的钻井用降滤失剂有：1.羧甲基纤维素钠盐和聚阴离子纤维素类，通用性好，降滤失效果好，耐盐强。但耐温低，只有150℃。使用量：0.5％～1.5％；2.改性淀粉类：主要有预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉，通用性好，降滤失效果好，耐盐强。但耐温低，只有120℃～140℃。使用量：0.5％～1.5％；3.磺化类：有磺化木质素与磺甲基酚醛树脂混合或共聚、磺甲基化褐煤与磺甲基酚醛树脂混合或共聚等，降滤失效果良好，耐盐强，抗温性较好。但使用量大，成本高。使用量：1％～3％，用量略高；4.腐植酸盐类：腐植酸钠、腐植酸钾、腐植酸铬铁、硝系腐植酸盐等，通用性好，抗温性较好。但降滤失效果一般，使用量大，成本高。使用量：1％～5％，用量较高；5.共聚物类和聚丙烯酸盐类：由单体丙烯酸钠、丙烯酸钙、丙烯酰胺、带磺酸基和带有机阳离子基团的单体共同组成，综合性能好，抗温性较好。但对钻井液粘度有影响（有增稠效应），用于低固相钻井液，生产成本较高，生产工艺复杂。使用量：0.3％～1％。因此，如何改善传统的降滤失剂降滤失性及耐热性能不佳缺点，以获取更高综合性能的降滤失剂，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有油田钻井所用的降滤失剂抗温性能较差，在油井复杂环境下，降滤失性能无法得到有效保障的缺陷和不足，提供一种降滤失剂及其制备方法。本专利技术的目的是提供一种降滤失剂。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种降滤失剂，包括：多醛基海藻酸盐、热塑性弹性体、空心炭化稻壳纤维；其中：所述多醛基海藻酸盐和所述热塑性弹性体缠绕于所述空心炭化稻壳纤维表面；所述多醛基海藻酸盐在交联剂对苯二甲醛的作用下，在所述空心炭化稻壳纤维表面形成三维交联网络；所述空心炭化稻壳纤维表面吸附有纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅和所述空心炭化稻壳纤维之间，通过Si-C化学键连接。上述技术方案利用多醛基海藻酸盐、热塑性弹性体和空心炭化稻壳纤维共同构筑降滤失剂体系，并利用对苯二甲醛为交联剂，使多醛基海藻酸盐在空心炭化稻壳纤维表面交联，同时将热塑性弹性体缠绕固定于空心炭化稻壳纤维的表面；由此，可以形成以空心炭化稻壳纤维为“主轴”以多醛基海藻酸盐和热塑性弹性体为包覆层的复合结构，避免产品在使用过程中，表面包覆层流失，从而可以提高产品降滤失性能的长期可靠稳定；上述技术方案首先利用空心结构的炭化稻壳纤维作为“主轴”，起到稳定总体结构的同时，对粘土进行吸附固定，并将内部孔隙填充，起到第一级的降滤失作用，再辅以多醛基海藻酸盐在对苯二甲醛交联作用下形成的较量网络孔隙，作为第二级别的次级孔隙，起到第二级的降滤失作用；由于对苯二甲醛分子结构中带有苯环结构，其可以产生一定的空间位阻效果，从而使得相比于传统小分子交联剂而言，可以获得相对较大的交联网络孔隙，提升降滤失效果，另外，苯环自带的π电子云可以在孔隙处发挥对粘土良好的吸附效果，进一步提升降滤失效果；再者，上述技术方案通过在体系中引入热塑性弹性体作为包覆层结构之一，在实际使用过程中，可在交联多醛基海藻酸盐的吸水作用下，将水分传递到热塑性弹性体之中，从而使表面包覆层发生体积膨胀，体积膨胀后，将对钻井孔隙实现良好的封堵效果，避免水分向底层滤失；另外，在钻井过程中，即使环境温度发生较大的变化，由于热塑性弹性体的存在，其可以吸收热量后发生一定程度的蠕变，蠕变后使得降滤失剂体系孔隙发生重新分布，并将水分封堵在内部，降低了水在降滤失剂体系内部的活度，从而起到良好的协调增效降水效果。上述技术方案通过在炭化稻壳纤维表面引入纳米二氧化硅，以提高光滑的炭化稻壳纤维的表面粗糙度，避免缠绕在其表面的多醛基海藻酸盐以及热塑性弹性体在实际产品使用过程中与炭化稻壳纤维之间发生相对运动或滑移，使两者发生相分离，从而影响降滤失效果；进一步地，通过使得二氧化硅以牢固的Si-C化学键合的形式结合在炭化稻壳纤维表面，即使在油井中复杂的温度压力环境下，仍然可以保持降滤失剂体系的结构稳定。进一步地，所述多醛基海藻酸盐选自多醛基海藻酸钠、多醛基海藻酸钾、多醛基海藻酸铵中的任意一种。进一步地，所述热塑性弹性体选自SBS、SIS、SEBS、SEPS、TPU、TPEE、TPAE、TPF中的任意一种。进一步地，所述多醛基海藻酸盐是由海藻酸盐经高碘酸盐氧化得到。本专利技术另一目的是提供一种降滤失剂的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种降滤失剂的制备方法，其制备方法包括如下步骤：（1）将多醛基海藻酸盐和水混合溶胀后，加热搅拌溶解，得到多醛基海藻酸盐分散液；（2）将热塑性弹性体和空心炭化稻壳纤维干混，得到混合干粉料；（3）将步骤（1）所得多醛基海藻酸盐分散液分批次加入混合干粉料中，边加边搅拌混合，待加入完毕后，再加入交联剂对苯二甲醛，随后加热搅拌反应，得到产品。进一步地，所述的降滤失剂的制备方法还包括空心炭化稻壳纤维的制备方法，其包括如下步骤：将稻壳和水混合，并加入乳化剂，搅拌浸泡后，冷冻压榨，干燥后，得稻壳纤维碎料；将稻壳纤维碎料、纳米二氧化硅和水搅拌分散后，过滤、洗涤、干燥，再于1500℃以上高温炭化、冷却、出料，即得空心炭化稻壳纤维。上述技术方案首先以稻壳纤维为原料，利用乳化剂的良好的表面活性作用，使得水分有效扩散渗透进入稻壳内部，在冷冻压榨过程中，低温环境使得扩散渗透的水分结冰，在压榨过程中，在压力作用下，冰晶碎裂，从而引起稻壳纤维于纤维之间发生解纤，从而细化形成碎料，此种细化方式，可以使得纤维的细化更为均匀，缺陷也相对较少，从而可以使得产品的总体降滤失性能更为稳定。进一步地，所述多醛基海藻酸盐的制备步骤包括：将海藻酸盐和水混合溶胀后，再加入高碘酸盐溶液，加热搅拌反应后，浓缩、干燥，得多醛基海藻酸盐。进一步地，所述乳化剂选自OP-10，吐温-20，吐温-40，吐温-60，十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降滤失剂，其特征在于，包括：多醛基海藻酸盐、热塑性弹性体、空心炭化稻壳纤维；其中/n所述多醛基海藻酸盐和所述热塑性弹性体缠绕于所述空心炭化稻壳纤维表面；/n所述多醛基海藻酸盐在交联剂对苯二甲醛的作用下，在所述空心炭化稻壳纤维表面形成三维交联网络；/n所述空心炭化稻壳纤维表面吸附有纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅和所述空心炭化稻壳纤维之间，通过Si-C化学键连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种降滤失剂，其特征在于，包括：多醛基海藻酸盐、热塑性弹性体、空心炭化稻壳纤维；其中
所述多醛基海藻酸盐和所述热塑性弹性体缠绕于所述空心炭化稻壳纤维表面；
所述多醛基海藻酸盐在交联剂对苯二甲醛的作用下，在所述空心炭化稻壳纤维表面形成三维交联网络；
所述空心炭化稻壳纤维表面吸附有纳米二氧化硅；所述纳米二氧化硅和所述空心炭化稻壳纤维之间，通过Si-C化学键连接。


2.根据权利要求1所述的一种降滤失剂，其特征在于，所述多醛基海藻酸盐选自多醛基海藻酸钠、多醛基海藻酸钾、多醛基海藻酸铵中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种降滤失剂，其特征在于，所述热塑性弹性体选自SBS、SIS、SEBS、SEPS、TPU、TPEE、TPAE、TPF中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的一种降滤失剂，其特征在于，所述多醛基海藻酸盐是由海藻酸盐经高碘酸盐氧化得到。


5.根据权利要求1-4任一项所述的降滤失剂的制备方法，其特征在于，所述的降滤失剂的制备方法包括如下步骤：
（1）将多醛基海藻酸盐和水混合溶胀后，加热搅拌溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐希周，于波，燕瑞瑞，
申请(专利权)人：胜利油田固邦石油装备有限责任公司，胜利油田固邦石油装备有限责任公司东胜化工厂，
类型：发明
国别省市：山东;37