一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法
2023-09-18 05:08:05
專利名稱：一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法
技術領域：
:本發明涉及一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，屬於水溶性高分子材料製備技術領域。
背景技術：
:澱粉改性產品價格低廉、來源豐富，是一種重要的油田化學品。作為鑽井液處理齊U，因其具有較強的抗鹽性可作為飽和鹽水鑽井液的降濾失劑，但其抗溫能力差，井底溫度高時易發酵，僅適用於130°C以下，限制了其推廣，丙烯醯胺、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、丙烯酸等多元共聚物雖具有較好的抗溫性，但成本較高，不利於推廣。而澱粉接枝共聚物兼具澱粉的抗鹽性能和聚合物產品的抗溫性，且成本低，符合鑽井液處理劑發展的需要，因此鑽井液用澱粉接枝共聚物的研究逐漸增加。《精細石油化工進展》2003年第2期公開了一種AM/AA-澱粉接枝共聚物降濾失劑，作為鑽井液處理劑具有較好的降濾失、抗溫、抗鹽和抗鈣、鎂汙染能力。《山東科學》2008年第3期公開了一種AM/AN/AA/澱粉四元接枝共聚物處理劑，在淡水鑽井液、飽和鹽水鑽井液和複合鹽水鑽井液中均具有優良的降濾失作用和較好的耐溫(抗溫彡150°C )、抗鹽(抗NaCl至飽和)和抗鈣(彡20%)離子汙染的能力，並對泥頁巖具有較強的抑制包被性。但已經公開的成果中澱粉接枝共聚物降濾失劑均為粉劑，由於粉狀處理劑使用時直接加入鑽井液中，不僅不能均勻加入，且溶解速度慢，如果溶解時間大於鑽井液循環周期，沒有溶解或溶脹的聚合物顆粒，會從振動篩篩出，甚至糊篩，因此在使用時必須先配成質量分數0.5% 2%的膠液，在配膠液時，不僅增加工作量，且會使產品剪切降解，不僅使用不方便，還會影響產品使用效果
發明內容
:
本發明的目的是為了充分利用來源豐富的澱粉資源，發揮丙烯醯胺、AMPS聚合物的耐溫抗鹽能力，提供了一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法。一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，包括以下步驟，其中各原料的量可以同比例進行調整:(I)將11.0 14.7克的乳化劑失水山梨醇油酸酯加入120 170毫升白油中，攪拌溶解並通氮10 15min得到油相；(2)將4.25 7.15克的氫氧化鉀溶解在140 160毫升水中，然後慢慢加入15 25克的2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加入35 65克丙烯醯胺、5 10克乙烯基單體、5 10克陽離子單體、1.85 3.70克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005 0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10 30克澱粉，攪拌均勻後得水相；(3)將步驟(2)所得的水相慢慢加入步驟(I)所得的油相中，充分乳化後，用質量分數40%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液調節pH值至8 10,通氮10 15min後,加入0.075
0.45克引發劑和0.075 0.225克還原劑，在氮氣保護下，攪拌升溫至35 45°C，在此溫度下保溫反應2 4小時，然後再將溫度升至50 70°C，保溫反應1.5 5小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。所述的乙烯基單體是乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲醯胺或乙烯基咪唑。所述的陽離子單體是甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨。所述的引發劑是過硫酸銨或過硫酸鉀。所述的還原劑是亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
本發明的有益效果是:(I)由於本發明分子中既含有陰離子、非離子基團，又含有陽離子基團，產品不僅具有較強抗溫抗鹽和高價金屬離子能力，且具有較好的防塌抑制能力，乳液中油相及乳化劑還可以提高鑽井液的潤滑性。(2)本發明不僅具有良好的降濾失、增粘、調流型、抑制黏土和鑽屑的水化分散能力，而且可以改善濾餅質量，提高鑽井液潤滑性，有利於降低鑽井液的處理費用，適用於各種類型的水基鑽井液。(3)本發明以乳液形式，在鑽井液中分散溶解速度快(小於5分鐘)，作用效果好，用量小，穩定性好，使用方便。
具體實施方式
:下面結合具體實施例對本發明做進一步說明:實施例1將11克失水山梨醇油酸酯加入120毫升白油中，攪拌溶解並通氮IOmin得到油相。將4.25克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然後慢慢加入15克2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加65克丙烯醯胺、5克乙烯基吡咯烷酮、5克甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、1.85克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.0075克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10克澱粉，攪拌均勻後得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化後，用質量分數40%的氫氧化鉀水溶液調節pH值至8，通氮12min後，加入0.075克引發劑過硫酸銨和0.075克還原劑亞硫酸氫鈉(提前溶解於適量的水中)，在氮氣保護下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應2小時，然後再將溫度升至50°C，保溫反應1.5小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。實施例2將14.7克失水山梨醇油酸酯加入170毫升白油中，攪拌溶解並通氮15min得到油相。將7.15克氫氧化鉀溶解在160毫升的水中，然後慢慢加入25克2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加35克丙烯醯胺、5克乙烯基甲醯胺、5克丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、3.7克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、30克澱粉，攪拌均勻後得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化後，用質量分數40%的氫氧化鉀水溶液調節pH值至10，通氮IOmin後，加入0.45克引發劑過硫酸銨和0.225克還原劑亞硫酸氫鈉(提前溶解於適量的水中)，在氮氣保護下，攪拌升溫至35°C，在此溫度下保溫反應4小時，然後再將溫度升至70°C，保溫反應5小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。
實施例3將13.75克失水山梨醇油酸酯加入160毫升白油中，攪拌溶解並通氮14min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在160毫升的水中，然後慢慢加入20克2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加40克丙烯醯胺、10克乙烯基咪唑、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005克乙二胺四乙酸二鈉鹽、25克澱粉，攪拌均勻後得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化後，用質量分數40%的氫氧化鈉水溶液調節pH值至9，通氮15min後，加入0.35克引發劑過硫酸鉀和0.175克還原劑硫代硫酸鈉(提前溶解於適量的水中)，在氮氣保護下，攪拌升溫至40°C，在此溫度下保溫反應3.5小時，然後再將溫度升至65°C，保溫反應4小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。實施例4將12.8克失水山梨醇油酸酯加入150毫升白油中，攪拌溶解並通氮13min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然後慢慢加入20克2-丙烯醯胺基_2_甲基丙烷磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加45克丙烯醯胺、5克乙烯基吡咯烷酮、10克二甲基二烯丙基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.0085克乙二胺四乙酸二鈉鹽、20克澱粉，攪拌均勻後得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化後，用質量分數40%的氫氧化鉀水溶液調節PH值至8.5，通氮Ilmin後，加入0.25克引發劑過硫酸銨和0.125克還原劑焦亞硫酸鈉(提前溶解於適量的水中)，在氮氣保護下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應3小時，然後再將溫度升至60°C，保溫反應5小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相 乳液。實施例5將13.75克失水山梨醇油酸酯加入170毫升白油中，攪拌溶解並通氮12min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然後慢慢加入20克2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加50克丙烯醯胺、10克乙烯基吡咯烷酮、10克甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、15克澱粉，攪拌均勻後得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化後，用質量分數40%的氫氧化鉀水溶液調節pH值至9，通氮13min後，加入0.15克引發劑過硫酸銨和0.075克還原劑亞硫酸鈉(提前溶解於適量的水中)，在氮氣保護下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應3小時，然後再將溫度升至55°C，保溫反應3小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。
權利要求
1.一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，其特徵是:包括以下步驟，其中各原料的量可以同比例進行調整: (1)將11.0 14.7克的乳化劑失水山梨醇油酸酯加入120 170毫升白油中，攪拌溶解並通氮10 15min得到油相； (2)將4.25 7.15克的氫氧化鉀溶解在140 160毫升水中，然後慢慢加入15 25克的2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完後降溫至室溫，在攪拌下加入35 65克丙烯醯胺、5 10克乙烯基單體、5 10克陽離子單體、1.85 3.70克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005 0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10 30克澱粉，攪拌均勻後得水相； (3)將步驟(2)所得的水相慢慢加入步驟(I)所得的油相中，充分乳化後，用質量分數40%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液調節pH值至8 10,通氮10 15min後，加入0.075 0.45克引發劑和0.075 0.225克還原劑，在氮氣保護下，攪拌升溫至35 45°C，在此溫度下保溫反應2 4小時，然後再將溫度升至50 70°C，保溫反應1.5 5小時，降溫、放料，過濾即得到鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。
2.根據權利要求1所述的一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，其特徵是:所述的乙烯基單體是乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲醯胺或乙烯基咪唑。
3.根據權利要求1或2所述的一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，其特徵是:所述的陽離子單體是甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨。
4.根據權利要求1或2所述的一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，其特徵是:所述的引發劑是過硫酸銨或過硫酸鉀。
5.根據權利要求1或2所述的一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，其特徵是:所述的還原劑是亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
全文摘要
本發明涉及一種鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液的製備方法，包括以下步驟將乳化劑失水山梨醇油酸酯加入白油中，攪拌溶解並通氮得油相；將氫氧化鉀溶解在水中，加入2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯醯胺、乙烯基單體、陽離子單體、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、乙二胺四乙酸二鈉鹽、澱粉，攪拌得水相；將水相加入油相中，充分乳化，調節pH值，通氮，加入引發劑和還原劑，氮氣保護下，攪拌升溫、保溫、降溫、放料，過濾即得鑽井液用澱粉接枝共聚物反相乳液。本產品作為鑽井液處理劑，具有良好的降濾失、增粘、調流型、抑制黏土和鑽屑的水化分散能力，可改善濾餅質量，提高鑽井液潤滑性，降低鑽井液處理費用，適用於各種類型的水基鑽井液。
文檔編號C08F251/00GK103113524SQ20131005138
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月16日 優先權日2013年2月16日
發明者王中華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團中原石油勘探局鑽井工程技術研究院