[发明专利]一种可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料及其制备方法，由改性淀粉吸水性树脂、烷基糖苷、交联助剂和消泡助剂四种组分组成。其制备方法是以淀粉为骨架，丙烯酸和丙烯酰胺为接枝共聚单体，过硫酸钾为引发剂、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在水溶液中聚合而成改性淀粉吸水性树脂，再与烷基糖苷、交联助剂、消泡助剂按10‑14：3‑6：2‑4：1‑2份的重量比混合而成。本发明以淀粉作为主料合成的可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料可生物降解，不会对地层造成伤害；价格低廉；合成工艺简单；加压不易离析具有良好的封堵性能：体系加量3％时，滤失降低率为60‑80％，页岩线性膨胀抑制率为55‑80％；耐温180℃；无毒；无荧光。

技术领域

本发明属于油田钻采材料技术领域，具体涉及一种可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着勘探领域向新区扩展,钻遇地层日趋复杂，井壁失稳问题成为制约勘探开发速度的技术难题，既影响了钻井速度与测井、固井质量，又使部分地区无法钻达目的层,影响勘探目的实现。

井壁不稳定的首要原因是孔隙压力扩散，即由于钻井液滤液进入岩石孔隙，使得孔隙压力增大，矿物颗粒之间的有效结合力随之降低，岩石强度也降低；其次，是地层粘土等矿物颗粒之间的氢键等非化学胶结的结合力被水破坏，如:粘土水化膨胀分散，硬石膏吸水膨胀变为二水石膏，水溶性盐岩的溶解等。因此，防塌材料的作用有两个方面：一是阻止或延缓水从井眼进入井壁岩石孔隙；二是增大岩石中矿物颗粒间的联结力。

随着钻井液用处理剂研制技术的快速发展，我国各大油田和科研院所已成功研制了多种性能优良的新型防塌材料，使防塌材料的种类和数量日趋增多，应用范围越来越广泛。大多数产品应用效果良好并为石油工业取得了可观的经济收益，但仍存在一些问题，如：成本较高，不利于推广使用；毒性较大，不利于环保；荧光级别高，影响地质录井；抗温性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料及其制备方法，以淀粉作为主要原料合成防塌材料，价格低廉、可生物降解、高温下也不易离析、吸水性和保水性良好、无毒无荧光。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料的制备方法，按下述步骤进行:

(1)改性淀粉吸水性树脂的制备

在装有电动搅拌器、冷凝管的反应器中加入50份玉米淀粉，再加入100-200份蒸馏水，加热，在90℃下糊化30min，然后控温到70-80℃，加入0.05-0.08份过硫酸钾溶液，10min后加入5-10份单体和0.006-0.012份交联剂N，N'-亚甲基双丙烯酰胺的混合溶液，经过3-4h的聚合反应，真空干燥至恒重,粉碎，得到固体粉末，即为改性淀粉吸水性树脂；

(2)取10-14份上述改性淀粉吸水性树脂、3-6份烷基糖苷、2-4份交联助剂、1-2份消泡助剂混拌均匀，得到防塌材料。

所述单体为丙烯酸和丙烯酰胺的混合液，且丙烯酸与丙烯酰胺用量的质量比为2:1-1:1。

所述丙烯酸的中和度为75％。

所述烷基糖苷为正己基葡糖苷或异辛基葡糖苷。

上述可降解改性淀粉基聚合物井壁防塌材料的制备方法制得的井壁防塌材料。

本发明的有益效果是：

(1)以制备的淀粉基聚合物井壁防塌材料具有良好封堵和耐温能力，其体系加量2％时，滤失降低率为60-80％，页岩线性膨胀抑制率为55-80％，耐温180℃以上。

(2)以制备的淀粉基聚合物井壁防塌材料安全环保，无毒无荧光，其荧光级别≤3；急性生物毒性试验EC₅₀≥100000mg/L。

具体实施方式