一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂及其制备方法与流程

本发明涉及石油钻井助剂技术领域，具体涉及一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂及其制备方法。

背景技术：

八十年代我国研制的单一含有植物淀粉的钻井泥浆处理剂，该方法，经过简单的碱化聚合的工艺路线制得产品，虽然其产品性能发挥了一定的作用，但抗温效果差，且抗盐性能也差，因此没有广泛应用。

之后上市的磺酸盐共聚物降滤失剂抗盐效果有了明显的改善，不过其成本高，生产工艺难度大，也没有广泛推广使用。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂，该降滤失剂不生产废气废渣，原料利用率高，不形成二次污染，成本低，抗盐性能好，不增粘，能改善流变性能。

本发明还提供一种上述复合型中分子磺酸盐降滤失剂的制备方法。

本发明的技术方案是：一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂，由以下重量份的原料组成：

玉米淀粉25-48份；

amps15-25份；

腈纶废丝16-28份；

水60-80份；

强碱10-23份；

多羟基胺基聚醚15-25份；

醋酸5-10份；

引发剂0.1-2份；

高温稳定剂2-5份。

优选的，由以下重量份的原料组成：

玉米淀粉35份；

amps20份；

腈纶废丝20份；

水70份；

强碱15份；

多羟基胺基聚醚20份；

醋酸7份；

引发剂1.3份；

高温稳定剂3份。

优选的，所述引发剂为过硫酸钠。

优选的，所述高温稳定剂为亚硫酸钠。

优选的，所述强碱为naoh。

本发明还提供一种制备复合型中分子磺酸盐降滤失剂的方法，包括以下步骤：

1）淀粉膨化物合成：

将玉米淀粉、20-25份的水和5-10份的强碱加入捏合机中30℃-100℃捏合反应2-5小时；反应后，再将醋酸加入捏合机中，在110℃-130℃下反应0.5-2.5小时，反应物捏合成颗粒即可；

2）废丝捏合：

将腈纶废丝、20-30份的水、2-13份的强碱加入捏合机中80℃-140℃反应2-3小时，反应后，反应物捏合成碎石状颗粒即可；

3）磺酸盐共聚：

将amps、多羟基胺基聚醚和20-25份的水加入捏合机中90℃以下反应2小时；反应后，再将引发剂加入捏合机中，爆聚反应，当反应物捏合成蜂窝状固体即可；

将步骤1）、2）和3）中反应得到的产物置入具有加热功能的搅拌设备中，将高温稳定剂加入搅拌器中，待无水分蒸发为止，终止搅拌，经粗碎和细磨后包装入库即可制得成品。

优选的，所述步骤1）中，将玉米淀粉、20-25份的水和5-10份的强碱加入捏合机中70℃捏合反应4小时；将醋酸加入捏合机中，在120℃下反应2小时。

优选的，在步骤2）中的废丝捏合时，反应温度为100℃，时间为3小时。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：生产工艺先进，不生产废气废渣，原料利用率高，不形成二次污染，成本低；抗盐性能好，不增粘，有改善流变性能；配伍性好，可与其他处理剂配合使用，降低钻中综合成本；广泛适用于4%盐水、15%盐水、或饱和盐水的地层钻井；具有生产可操作性强，抗盐性，耐高温能力好的优点，广泛适用于复合盐水，饱和盐水已经各种盐水污染下的深井钻探使用；在原有聚合物优良特性的基础上明显改善了聚合物的物理机械性能、热稳定性能，在高温高压下，具有显著的降滤失效果。

具体实施方式

下面是结合实施例对本发明进一步说明。实施例中所使用的各产品原料没有特别说明的情况下均为市售常规产品。

实施例一

一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂，由以下重量份的原料组成：

玉米淀粉25份；amps15份；腈纶废丝16份；水60份；naoh10份；多羟基胺基聚醚15份；醋酸5份；引发剂0.1份；高温稳定剂2份。

制备方法分为三步，分别为淀粉膨化物合成、废丝捏合和磺酸盐共聚。具体为：

1）淀粉膨化物合成：将25份的玉米淀粉、20份的水和5份的naoh加入捏合机中30℃捏合反应5小时；反应后，再将醋酸加入捏合机中，在130℃下反应0.5小时，反应物捏合成颗粒即可；

2）废丝捏合：将16份的腈纶废丝、20份的水、5份的强碱加入捏合机中80℃反应3小时，反应后，反应物捏合成碎石状颗粒即可；

3）磺酸盐共聚：将15份的amps、15份的多羟基胺基聚醚和20份的水加入捏合机中90℃以下反应2小时；反应后，再将0.1份的引发剂加入捏合机中，爆聚反应，当反应物捏合成蜂窝状固体即可；其中，引发剂为过硫酸钠，高温稳定剂为亚硫酸钠；

将步骤1）、2）和3）中反应得到的产物置入具有加热功能的搅拌设备中，将2份的高温稳定剂加入搅拌器中，待无水分蒸发为止，终止搅拌，经粗碎和细磨后包装入库即可制得成品。

实施例二

一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂，由以下重量份的原料组成：玉米淀粉35份；amps20份；腈纶废丝20份；水70份；naoh15份；多羟基胺基聚醚20份；醋酸7份；引发剂1.3份；高温稳定剂3份。

制备方法分为三步，分别为淀粉膨化物合成、废丝捏合和磺酸盐共聚。具体制备方法如下：

1）淀粉膨化物合成：将35份的玉米淀粉、25份的水和7份的naoh加入捏合机中70℃捏合反应4小时；反应后，再将7份的醋酸加入捏合机中，在120℃下反应2小时，反应物捏合成颗粒即可；

2）废丝捏合：将20份的腈纶废丝、25份的水、8份的naoh加入捏合机中100℃反应3小时，反应后，反应物捏合成碎石状颗粒即可；

3）磺酸盐共聚：将20份的amps、20份的多羟基胺基聚醚和20份的水加入捏合机中90℃以下反应2小时；反应后，再将1.3份的过硫酸钠加入捏合机中，爆聚反应，当反应物捏合成蜂窝状固体即可；其中，引发剂为过硫酸钠，高温稳定剂为亚硫酸钠；

将步骤1）、2）和3）中反应得到的产物置入具有加热功能的搅拌设备中，将3份的亚硫酸钠加入搅拌器中，待无水分蒸发为止，终止搅拌，经粗碎和细磨后包装入库即可制得成品。

实施例三

一种复合型中分子磺酸盐降滤失剂，由以下重量份的原料组成：玉米淀粉48份；amps25份；腈纶废丝28份；水80份；naoh23份；多羟基胺基聚醚25份；醋酸10份；引发剂2份；高温稳定剂5份。

制备方法分为三步，分别为淀粉膨化物合成、废丝捏合和磺酸盐共聚。具体制备方法如下：

1）淀粉膨化物合成：将48份的玉米淀粉、25份的水和10份的naoh加入捏合机中100℃捏合反应2小时；反应后，再将醋酸加入捏合机中，在110℃下反应2.5小时，反应物捏合成颗粒即可；

2）废丝捏合：将28份的腈纶废丝、30份的水、13份的naoh加入捏合机中140℃反应2小时，反应后，反应物捏合成碎石状颗粒即可；

3）磺酸盐共聚：将25份的amps、25份的多羟基胺基聚醚和25份的水加入捏合机中90℃以下反应2小时；反应后，再将引发剂加入捏合机中，爆聚反应，当反应物捏合成蜂窝状固体即可；其中，引发剂为过硫酸钠，高温稳定剂为亚硫酸钠；

将步骤1）、2）和3）中反应得到的产物置入具有加热功能的搅拌设备中，将3份的亚硫酸钠加入搅拌器中，待无水分蒸发为止，终止搅拌，经粗碎和细磨后包装入库即可制得成品。上述的amps为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。

本发明的复合型中分子磺酸盐降滤失剂经试验测得主要性能如下：

上述表中，按水：钠膨润土：评价土：碳酸氢钠=400ml：11.0g：20.0g：1.0g的比例配制基浆，高速搅拌20min，在室温下密闭养护24h，高速搅拌5min，按gb/t16783.1规定测定其基浆的api失水量，应在（22～26）ml范围内，否则应调整两种土的加量。

取配好的基浆400ml一份，加入4.0g降滤失剂，高速搅拌20min，装入高温罐，于160℃下热滚16h后，冷却取出，高速搅拌5min，用六速旋转粘度测定表观粘度、用中压滤失仪测api失水量（0.7mpa/30min）、用高温高压滤失仪测定hthp失水量。

按4%的盐水：评价土：碳酸氢钠＝350：35.0：1.0的比例配制基浆，高速搅拌20min后，在室温下密闭养护24h。取配好的基浆两份各350ml，分别加入7.0g降滤失剂高速搅拌20min。装入高温罐，于160℃下热滚16h后，冷却取出。用六速旋转粘度测定表观粘度、用中压滤失仪测api失水量（0.7mpa/30min）、用高温高压滤失仪测定hthp失水量。

由上表可知，普通淡水基浆在不加入本发明的情况下，api失水25ml，hthp失水70ml/30min，而在淡水基浆中加入1%的本发明可以有效降低失水，在加入本发明后不增粘，尤其在增加温度后，有改善流变性能，解决了单纯淀粉类降滤失剂不耐高温的弊端和三磺共聚物增粘的缺点，而且原料腈纶废丝价格低廉，供应充足、二次利用不产生废渣废气等，有利于环保，在强碱作用下可降解，大大增强了抗盐抗温能力。具体包括如下优点：

1．生产工艺先进，不生产废气废渣，原料利用率高，不形成二次污染，成本低；

2.抗盐性能好，不增粘，有改善流变性能；

3.配伍性好，可与其他处理剂配合使用，降低钻中综合成本；

4.广泛适用于4%盐水、15%盐水、或饱和盐水的地层钻井。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。

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