[发明专利]一种抗高温改性淀粉降滤失剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气钻井中使用的降滤失剂及其制备方法，尤其涉及改性淀粉降滤失剂及其制备方法。

背景技术

随着世界能源需求的不断增加，开发深部地层油气资源已成为必然，这便对钻井工艺提出了更高的要求。钻井液工艺作为钻井工艺中重要的组成部分，其性能的好坏直接关系到钻井质量和钻井成本，甚至钻井成败。深部地层高温高压条件下钻井液的滤失性能是钻井液综合性能的重要部分，而高温高压条件下钻井液滤失量的控制是依靠抗高温的降滤失剂来实现的。淀粉类降滤失剂具有无毒环保、成本低廉、来源广、抗盐抗钙能力强，很早就作为钻井液降滤失剂来使用。但是，如果温度超过120℃，淀粉就会因为高温降解而失效，从而大大限制了其使用范围。目前，提高淀粉类降滤失剂的抗温性能的方法主要是通过接枝共聚乙烯基类单体和醚化来实现的，但这些通过改性的淀粉降滤失剂在淡水钻井液中的抗温能力依然很难突破140℃，而国内外少有的几种可抗温140℃的改性淀粉降滤失剂产品，其高温条件下抗盐抗钙性能较差。

因此，需要利用新的改性方法来提高淀粉类降滤失剂的抗高温、抗盐和抗钙能力，以适应高温深井钻探的需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种抗高温改性淀粉降滤失剂及其制备方法，所述技术方案如下：

一种抗高温改性淀粉降滤失剂，所述改性淀粉降滤失剂是由淀粉、酚类化合物、烯基酰胺和烯基磺酸为原料，油相溶液为连续相，非离子表面活性剂为乳化剂，并在还原底物和氢受体底物的催化作用下，反应生成的一种淀粉接枝共聚物。

所述淀粉是在α-淀粉酶的作用下酶解，得到酶降解淀粉，所述酶解过程包括如下：

在称取的淀粉中加入蒸馏水，配制浓度为20.0wt%～50.0wt%的淀粉乳，并将淀粉乳于25～96℃的水浴中进行加热；

在加热后的淀粉乳中加入α-淀粉酶，搅拌并均匀，持续反应60～120min后升温至105～118℃，灭活60～120min获得酶降解淀粉乳液。

一种抗高温改性淀粉降滤失剂的制备方法包括：

将烯基酰胺和烯基磺酸盐在去离子水溶剂中溶解，并用2.0wt%的NaOH或KOH水溶液调节溶解液pH为6.0～8.0，得到浓度为20.0wt%～50.0wt%混合单体溶液；

将油相溶液和非离子表面活性剂加入到反应器中，搅拌混合得到具有亲油亲水平衡值HLB范围为7.0～9.0的乳化液；

将酶降解淀粉乳液加入到乳化液中，并加入酚类化合物、生物酶和还原底物，搅拌均匀得到油/水体积比为2～5:1的微乳液；

将微乳液在0.5～3.0小时内缓慢升温至20～86℃，并将浓度为20.0wt%～50.0wt%混合单体溶液及摩尔量为酚类化合物摩尔量0.2～1.0倍的氢受体底物加入到微乳液反应体系中，反应1.0～3.0小时获得抗高温改性淀粉降滤失剂粗产品，然后将所述粗产品经沉淀、洗涤、抽提、真空干燥后获得抗高温改性淀粉降滤失剂。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

本发明提供的是一种新型的抗高温改性淀粉类降滤失剂，首次将酚类化合物引入到淀粉分子结构中，通过增强分子刚性提高了改性淀粉类降滤失剂的抗温性能，以及抗盐和抗钙能力；而且，制备方法采用的是反相微乳液聚合方法，该制备方法简单易行，反应条件温和可控，反应速度快，接枝率高，适用于工业化应用推广。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的技术来实现和获得。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本发明的多个结构方式和制作方法。因此以下具体实施方式仅是本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为本发明技术方案的限定或限制。

一种抗高温改性淀粉降滤失剂，所述改性淀粉降滤失剂是由淀粉、酚类化合物、烯基酰胺和烯基磺酸为原料，油相溶液为连续相，非离子表面活性剂为乳化剂，并在还原底物和氢受体底物的催化作用下，反应生成的一种淀粉接枝共聚物。

上述淀粉是在α-淀粉酶的作用下酶解，得到酶降解淀粉，所述酶解过程包括如下：

在称取的淀粉中加入蒸馏水，配制浓度为20.0wt%～50.0wt%的淀粉乳，并将淀粉乳于25～96℃的水浴中进行加热；