[发明专利]油气田钻井液用双改性淀粉降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油气田钻井液使用的添加剂，特别涉及一种油气田钻井液使用的淀粉类降 滤失剂及其制备方法。

背景技术

油气田钻井过程中，钻井液滤液侵入井壁会引起泥页岩水化膨胀，导致井壁不稳定和 各种井下复杂情况发生，钻遇产层时还会造成油气层损害，因此，在钻井液中常常添加降 滤失剂(或称为滤失控制剂、降失水剂)，通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密 的滤饼，尽可能的降低钻井液的滤失量。

改性淀粉产品——羧甲基淀粉钠是改性淀粉产品的一种。它作为钻井液降滤失剂因其 具有可生物降解性，不会造成环境污染，原料来源丰富、价格低廉、具有较强的抗钙抗盐 性能力等优点，被认为是很有发展前途的环保型降滤失剂，但由于其抗温能力较差，井底 温度增高时易高温降解，使得分子量降低，最终发酵失效，因而推广应用受到严重限制。 此外，其降滤失性能也还不够理想，有待提高。

目前有关淀粉类降滤失剂提高耐温性方面的改性研究，大多存在工艺复杂，改性条件 苛刻，所采用的改性剂多为非环保性物质等问题，因而导致改性成本很高，实际应用价值 不大。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提高淀粉降滤失剂的抗温性和降滤失性，并简化其制备方 法，以获得具有实际应用价值的环保型淀粉降滤失剂。

本发明所述淀粉降滤失剂有两种，第一种淀粉降滤失剂为为硅化的羧甲基淀粉钠或硅 化的羧甲基淀粉钾，所述硅化的羧甲基淀粉钠或硅化的羧甲基淀粉钾的结构单元如下：

上述结构单元中，X为钠(Na)或钾(K)。

第二种淀粉降滤失剂由硅化的羧甲基淀粉和羧甲基化的海藻酸钠组成，所述硅化的羧 甲基淀粉的结构单元如下：

上述结构单元中，X为钠(Na)或钾(K)；

所述羧甲基化的海藻酸钠的结构单元如下：

上述第一种淀粉降滤失剂的制备方法，原料包括淀粉、无机硅酸盐、醇基分散剂、氯 乙酸和碱，原料的配方如下：

无机硅酸盐与淀粉的质量比为0.02～0.05∶1，醇基分散剂为4毫升～10毫升/克淀粉， 氯乙酸与淀粉的质量比为0.5～1.2∶1，碱与氯乙酸的质量比为0.8～1.3∶1，将碱用蒸馏 水配制成浓度为0.4克～0.6克/毫升蒸馏水的碱液，所述碱液分两次使用，第一阶段反应 使用体积分数40％的碱液，第二阶段反应使用体积分数60％的碱液；

工艺如下：

将淀粉、无机硅酸盐和醇基分散剂加入反应容器中，在常压、30℃～50℃下通过搅拌 使淀粉、无机硅酸盐均匀分散在醇基分散剂中，然后在搅拌下将体积分数40％的碱液滴入 上述淀粉、无机硅酸盐和醇基分散剂形成的混合液中，碱液滴加完毕后，在搅拌下于常压、 30℃～50℃进行第一阶段反应，反应时间至少为50分钟；

第一阶段反应结束后，在常压、40℃～60℃下将氯乙酸溶液加入反应容器，然后在搅 拌下将体积分数60％的碱液滴入反应容器，碱液滴加完毕后，在搅拌下于常压、40℃～60 ℃进行第二阶段反应，反应时间至少为90分钟，所述氯乙酸溶液的溶剂与醇基分散剂相 同，氯乙酸与溶剂的配比为：氯乙酸质量∶溶剂体积＝0.7～1.4∶1，所述氯乙酸的质量单 位为克，所述溶剂的体积单位为毫升；

第二阶段反应结束后，将反应产物进行固液分离，所获固体物质即为第一种淀粉降滤 失剂，将其进行干燥、粉碎，即得淡黄色粉末状产品。

上述第二种淀粉降滤失剂的制备方法，原料包括淀粉、无机硅酸盐、醇基分散剂、海 藻酸钠、氯乙酸和碱，原料的配方如下：

无机硅酸盐与淀粉的质量比为0.02～0.05∶1，醇基分散剂为4毫升～10毫升/克淀粉， 海藻酸钠与淀粉的质量比为0.01～0.05∶1，氯乙酸与淀粉的质量比为0.5～1.2∶1，碱与 氯乙酸的质量比为0.8～1.3∶1，将碱用蒸馏水配制成浓度为0.4克～0.6克/毫升蒸馏水 的碱液，所述碱液分两次使用，第一阶段反应使用体积分数40％的碱液，第二阶段反应使 用体积分数60％的碱液；

工艺如下：