[发明专利]一种疏水缔合改性淀粉增粘剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种疏水缔合改性淀粉增粘剂及其制备方法，增粘剂是由淀粉、烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠、交联剂和含氟碳基团的疏水单体为原料反应生成的一种淀粉接枝共聚物，其中烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂的摩尔比为20‑50：10‑20：10‑30：2‑5；烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂四种单体之和与含氟碳基团的疏水单体的摩尔比为300：1‑3；制作方法为：步骤一、在容器中加入原料，备用；步骤二、糊化；步骤三、搅拌；步骤四、加入第一部分引发剂；步骤五、加入第二部分引发剂；步骤六、得到目标产物。有益效果：本发明提供的增粘剂，是一种具有较强疏水缔合作用的天然改性聚合物。该制备方法适用于工业化应用推广。

技术领域

本发明涉及一种增粘剂及其制备方法，特别涉及一种疏水缔合改性淀粉增粘剂及其制备方法。

背景技术

目前,钻井液是指油气钻井过程中以多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。清洗井底并携带岩屑出井是钻井液的重要功能之一，在常温浅井的开发中，一般仅需要添加一定的粘土和(或)一定量的增粘剂即可给予钻井液较强的悬浮能力以满足钻井施工的需要，而在高温深井的钻探过程中，随着井温的升高，往往通过加大增粘剂的用量来提高钻井液的悬浮岩屑的能力，以期将井底岩屑运移出井。然而，如果增粘剂的加量较大会出现高温增稠的现象，严重时产生胶凝现象。常用的解决方法是使用高温的高效降粘剂，但目前为止还没有研制出能够完全满足工艺要求的真正有效的抗高温降粘剂；降低钻井液中粘土含量也是一种解决胶凝现象的方法，但如果粘土含量降至某个下限时，在高温中的钻井液又会产生高温降粘现象。因此，有必要研发一种适用于高温深井的增粘剂，以满足勘探开发的需要。

发明内容

本发明的目的是为了满足在高温深井的勘探开发中的需要而提供的一种疏水缔合改性淀粉增粘剂及其制备方法。

本发明提供的疏水缔合改性淀粉增粘剂是由淀粉、烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠、交联剂和含氟碳基团的疏水单体为原料反应生成的一种淀粉接枝共聚物，其中烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂的摩尔比为20-50：10-20：10-30：2-5；烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂四种单体之和与含氟碳基团的疏水单体的摩尔比为300：1-3；淀粉的质量与烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂四种单体质量之和的质量比为2-5：1-2。

烯基酰胺为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基乙烯胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基乙基乙酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺中的一种。

烯基羧酸钠为丙烯酸钠和甲基丙烯酸钠之中的一种。

烯基磺酸钠为乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰氧丁基磺酸钠、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠、2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸钠、2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸钠、2-丙烯酰氧基-2-甲基丙磺酸钠和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠之中的一种。

交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯和二丙烯酸乙二醇酯的一种。

含氟碳基团的疏水单体为丙烯酸十三氟辛酯和甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一种。

淀粉为玉米淀粉、谷类淀粉、薯类淀粉和豆类淀粉之中的一种或数种，优选为玉米淀粉。

本发明提供的疏水缔合改性淀粉增粘剂的制备方法，其方法如下：

步骤一、在容器中加入烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠、交联剂和蒸馏水，烯基酰胺、烯基羧酸钠、烯基磺酸钠和交联剂四种单体的总质量百分比浓度为5.0％-15.0％，搅拌至单体完全溶解，加入含氟碳基团的疏水单体和乳化剂，混合液的质量百分比浓度为2.0％-6.0％，充分搅拌至溶液澄清，备用；