[发明专利]一种纳米铝络合物、制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种纳米铝络合物、制备方法及其应用，所述纳米铝络合物是由铝盐、腐殖酸、改性淀粉、丙烯酰胺、络合剂‑乙二胺四乙酸和引发剂在醇水混合溶剂中进行分散聚合反应制得，其中，各反应物的质量百分比为：铝盐10‑20％、腐殖酸10‑25％、改性淀粉20‑35％、丙烯酰胺5‑15％、络合剂‑乙二胺四乙酸1‑5％、引发剂0.05‑0.3％以及醇水混合溶剂20‑35％。本发明提供纳米铝络合物及其制备方法，过程简单效率高，综合性能优异，抗温抗盐能力强，并且能够满足目前严格的环保要求，且制得的纳米铝络合物有多种用途，不仅可以作为油田开采中钻井液和完井液的主要组分，还可以在造纸行业和水处理行业中做絮凝剂。

技术领域

本发明属于化学助剂技术领域，具体涉及一种纳米铝络合物、制备方法及其应用。

背景技术

钻井工程中常遇到的最大难题以及较严重的井下复杂情况之一就是井壁失稳，严重影响地质资料的录取、钻井速度、钻井质量及成本。对于部分新探区还会因井壁失稳而无法钻达目的层，进而导致延误勘探与开发速度，影响经济效益。钻井过程中所钻遇的地层，如泥页岩、砂质或粉砂质泥岩、流岩、砂岩、泥质砂岩或粉砂岩、岩浆岩等均可能发生井壁失稳。此外，随着钻井工业的发展，对钻井液处理剂的抗温、抗盐性能的要求也越来越高，以及保护储层等要求日益突出。

解决井壁失稳，需要提高钻井液的抑制性和封堵性能，以及降低钻井液的滤失量。提高封堵性能，降低滤失量可以有效减少钻井液中的液相或者固相侵入储层/地层，防止对储层造成损害，减小液相与岩屑或者地层的接触，抑制性能则能够直接作用于地层岩层或者钻屑，阻止液相将其水化分散，从而防止井壁失稳。目前钻井液抑制剂包括无机盐类、合成聚合物类、腐殖酸类以及沥青类。无机盐和合成聚合物类的抑制效果最佳，但是对钻井液流变性能和滤失量破坏严重，腐殖酸类和沥青类抗温性能优秀并且具有显著的降滤失效果，但是抑制性能有限，并且沥青类产品有荧光不易降解环境污染等问题存在。

铝络合物钾盐强抑制性钻井液的应用(郭京华，田凤，张全明等，钻井液与完井液，2004，21(3)：23-24)中研发了一种铝络合物抑制剂，具有良好的抑制性，但是必须配合无机盐使用才能够达到良好的稳定井壁效果。新型铝基防塌剂的研制及防塌作用机理(邱正松，张世锋，维安等，石油学报，2014，35(4):754-758)中研发了一种新型铝基防塌剂，由腐殖酸和铝盐络合而成，具有延缓孔隙压力传递的效果，但降滤失性能和抑制性能没有评价。因此，具有良好的抑制性能，能够有效降低滤失量和提高封堵性，并且不改变钻井液流变性的综合性能优异的稳定井壁的产品有待进一步研究。

因此，有必要发明一种纳米铝络合物、制备方法及其应用以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种纳米铝络合物、制备方法及其应用，其制作过程简单，综合性能优异，抗温抗盐能力强，并且能够满足目前严格的环保要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳米铝络合物，所述纳米铝络合物所述纳米铝络合物是由铝盐、腐殖酸、改性淀粉、丙烯酰胺、络合剂-乙二胺四乙酸和引发剂在醇水混合溶剂中进行分散聚合反应制得，其中，各反应物的质量百分比为：铝盐10-20％、腐殖酸10-25％、改性淀粉20-35％、丙烯酰胺5-15％、络合剂-乙二胺四乙酸1-5％、引发剂0.05-0.3％以及醇水混合溶剂20-35％。

进一步的，所述铝盐由硫酸铝、氯化铝和硫酸铝钾中至少一种组成。

进一步的，所述引发剂选自亚硫酸氢钠-过硫酸铵、亚硫酸氢钠-过硫酸钾或焦亚硫酸钠中的任意一组。

进一步的，所述醇水混合溶剂是由蒸馏水、甲醇和异丙醇组成的混合物，各质量百分比为蒸馏水20-30％，甲醇30-50％以及异丙醇30-40％。

本发明采用的另一种技术方案是：一种纳米铝络合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：