本发明专利技术提供了一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂及其制备方法与应用。该降滤失剂的制备方法，包括步骤：将微晶纤维素加入硫酸水溶液中，预水化后进行反应；反应完成后，得到纳米纤维素晶体；将纳米纤维素晶体加入水中，之后加入酰胺类单体、烯类单体和交联剂，调节体系的pH为7～8，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经洗涤、干燥、粉碎，即得。本发明专利技术使用微晶纤维素制备纳米纤维素晶体，并对制备的纳米纤维素晶体进行接枝处理，形成一种改性纳米纤维素降滤失剂，用烯类单体接枝增强纤维素的抗温性，同时改性纳米纤维粒径较小，流变性较好，可改善泥饼质量，形成薄而致密泥饼，降低钻井液滤失，可在高温200℃保持良好性能。可在高温200℃保持良好性能。
【技术实现步骤摘要】
一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂及其制备方法与应用，属于石油工业的油田化学领域。
技术介绍
[0002]在石油工业领域，油气开采过程中的废液排放等问题也受到了越来越多的关注，油气钻采所用化学试剂受到了极大的限制。
[0003]在油气开采钻井过程中，需要向钻井液中加入各种关键处理剂以解决深层钻井难题，而这些处理剂大多为有毒有害物质，在现场施工完毕后，这些钻井液废液极易对当地环境造成严重破坏，对这些钻井液废液无害化处理也是钻井费用中一项较大支出。为解决钻井液废液污染问题，降低钻井成本，需要既绿色无毒又能保证能解决井下复杂问题的的高性能环保钻井液体系。
[0004]降滤失剂作为钻井液体系中重要处理剂，可以减少钻井过程中钻井液体系中水分向地层渗透，同时也可以在井壁形成一层致密泥饼，起到稳定井壁的作用。目前常用降滤失剂种类较多，主要是天然高分子及其改性材料和人工合成聚合物类材料。天然高分子材料主要是淀粉、纤维素和黄原胶类，这类材料生物毒性低，生物降解性好，污染性小，但是抗温抗盐能力不足，在深层高温或高盐地层易失去作用。人工聚合物材料有阴离子型、两性离子两类聚合物，在深井超深井等复杂井况下表现良好，但是相比较天然高分子材料，对环境的污染较为严重。
[0005]为此，对天然高分子改性，使其在低毒，环保的基础上，通过接枝、醚化、交联等方法，增强天然高分子材料的抗温抗盐等性能。中国专利文献CN110591670A公布了一种环保型水基钻井液用降滤失剂及其制备方法和钻井液，该专利技术以低粘羧甲基纤维素为原料，用丙烯酰胺、2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和2
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甲基
‑2‑
烯丙基氯化铵为接枝单体，通过接枝改性在纤维素上引入了吸附基团和阳离子刚性基团，抗温可达160℃，且该降滤失剂无毒可降解满足环保要求，但该专利技术的降滤失剂抗温抗盐性能仍较低。中国专利文献CN114163568A公布了一种改性淀粉降滤失剂及其制备方法和应用，该专利技术对天然淀粉进行改性，采用烯基酰胺、烯基磺酸盐单体和烯基咪唑、聚氧乙烯醚单体，通过酰胺、烯基磺酸盐类单体增强了降滤失剂对盐的敏感性，以聚氧乙醚单体提供的刚性基团提高了淀粉的抗温能力。该专利技术的降滤失剂在160℃效果良好，在180℃时饱和盐水中虽仍具备一定的性能，但滤失量还是偏大。
[0006]因此，制备抗温抗盐性能优异的环保型降滤失剂，对于环保要求高且地层条件较为苛刻的深层高温地层的钻探具有重要的意义。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，尤其是针对现有环保型钻井液用降滤失剂抗温抗盐性和环保性不足的问题，本专利技术提供了一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂及其制备方法与应用。
本专利技术使用微晶纤维素制备纳米纤维素晶体，并对制备的纳米纤维素晶体进行接枝处理，形成一种改性纳米纤维素降滤失剂，用烯类单体接枝增强纤维素的抗温性，同时改性纳米纤维粒径较小，流变性较好，可改善泥饼质量，形成薄而致密泥饼，降低钻井液滤失，可在高温200℃保持良好性能。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
[0010](1)将微晶纤维素加入硫酸水溶液中，预水化后进行反应；反应完成后，将所得混合溶液倒入水中进行静置，去掉上清液后将下层浊液进行离心，离心所得下层悬浊液经透析、超声震荡、过滤、冷冻干燥、粉碎，得到纳米纤维素晶体；
[0011](2)将纳米纤维素晶体加入水中，之后加入酰胺类单体、烯类单体和交联剂，调节体系的pH为7～8，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经洗涤、干燥、粉碎，得到环保型抗高温抗高盐型降滤失剂。
[0012]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述硫酸水溶液的质量分数为55～65％；所述硫酸水溶液的体积与微晶纤维素的质量之比为5～15mL:1g。
[0013]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述预水化的时间为20～40min。
[0014]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述反应的温度为45～55℃，所述反应的时间为0.5～1.5h。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述水与反应所得混合溶液的体积之比为5～10:1。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述静置的时间为10～15h。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述透析步骤为：将离心所得下层悬浊液置于截留分子量为12000～14000Da的透析袋中，在去离子水中透析2～3天；所述冷冻干燥的温度为
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40～
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30℃，冷冻干燥的时间为10～12h。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述纳米纤维素晶体的质量与水的体积之比为10～40g:200mL。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述酰胺类单体为丙烯酰胺、N
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异丙基丙烯酰胺、N,N
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二甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合；所述酰胺类单体与纳米纤维素晶体的质量比为0.3～0.7:1。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述烯类单体为丙烯酸类单体和烯丙基磺酸钠的组合，所述丙烯酸类单体和烯丙基磺酸钠的质量比为1:0.2～1.8；所述丙烯酸类单体为丙烯酸和/或2
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甲基丙烯酸；所述烯类单体与纳米纤维素晶体的质量比为0.2～0.5:1。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述交联剂为N,N
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亚甲基双丙烯酰胺、2,5
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二甲基
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2,5
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二(叔丁基过氧基)己烷、二亚乙基三胺中的一种；所述交联剂的质量为纳米纤维素晶体、酰胺类单体和烯类单体总质量的0.3～1.5％。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，使用质量分数为20～40％的NaOH水溶液调节体系的pH至7～8。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵中的一种或两种以上的组合；所述引发剂的质量为纳米纤维素晶体、酰胺类单体和烯类单体总质量的0.05～0.3％。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述反应的温度为55～70℃，所述反应的时间为3～6h；所述反应在氮气气氛下进行。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述洗涤为使用无水乙醇洗涤2～3次；所述干燥为在70～80℃下干燥8～12h。
[0026]本专利技术还提供了一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂，采用上述制备方法制备得到。
[0027]根据本专利技术，上述环保型抗高温抗高盐降滤失剂在水基钻井液中的应用。
[0028]本专利技术的技术特点及有益效果如下：
[0029]1、本专利技术的降滤失剂抗温抗盐性能好，本专利技术通过在纳米纤维素晶体上接枝酰胺类单体，增强了纤维素降滤失剂对黏土颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环保型抗高温抗高盐降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：(1)将微晶纤维素加入硫酸水溶液中，预水化后进行反应；反应完成后，将所得混合溶液倒入水中进行静置，去掉上清液后将下层浊液进行离心，离心所得下层悬浊液经透析、超声震荡、过滤、冷冻干燥、粉碎，得到纳米纤维素晶体；(2)将纳米纤维素晶体加入水中，之后加入酰胺类单体、烯类单体和交联剂，调节体系的pH为7～8，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经洗涤、干燥、粉碎，得到环保型抗高温抗高盐型降滤失剂。2.根据权利要求1所述环保型抗高温抗高盐降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硫酸水溶液的质量分数为55～65％；所述硫酸水溶液的体积与微晶纤维素的质量之比为5～15mL:1g；所述预水化的时间为20～40min。3.根据权利要求1所述环保型抗高温抗高盐降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应的温度为45～55℃，所述反应的时间为0.5～1.5h；所述水与反应所得混合溶液的体积之比为5～10:1；所述静置的时间为10～15h；所述透析步骤为：将离心所得下层悬浊液置于截留分子量为12000～14000Da的透析袋中，在去离子水中透析2～3天；所述冷冻干燥的温度为
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40～
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30℃，冷冻干燥的时间为10～12h。4.根据权利要求1所述环保型抗高温抗高盐降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述纳米纤维素晶体的质量与水的体积之比为10～40g:200mL；所述酰胺类单体为丙烯酰胺、N
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异丙基丙烯酰胺、N,N
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二甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合；所述酰胺类单体与纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建，黄贤斌，黎剑，吕开河，孟旭，王金堂，白英睿，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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