[发明专利]一种高抗钙型复合增黏剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种高抗钙型复合增黏剂的制备方法，属于增粘剂材料技术领域。本发明技术方案制备的增黏剂材料内部多羟基大单体分子链上可形成多个自由基，与瓜尔胶间发生接枝反应，在分子链间形成相互包裹、保护的互穿网络结构，一方面，未被包裹的瓜尔胶能够首先起到增黏作用，另一方面当增黏剂暴露于钙离子环境中时，尤其当Ca离子浓度较高时，钙离子会明显降低增黏剂分子结构中包裹、保护结构的溶胀速度，形成细微固相结构，进而增加了液相中的内摩擦、提高了溶液的表观黏度，同时本发明技术方案中所采用的阴离子基团对于金属阳离子‑‑钙离子不敏感，不能与钙离子生成沉淀，提高了共聚物的抗盐能力和抗钙能力。

技术领域

本发明涉及一种高抗钙型复合增黏剂的制备方法，属于增粘剂材料技术领域。

背景技术

近年来，随着石油勘探开发向深部地层和复杂地层（低压易漏、盐膏层、高温高压地层）发展，复杂地质条件下钻井液技术已成为制约勘探开发的瓶颈问题，也对钻井液处理剂提出了更高的抗温和抗盐要求。增黏剂是钻井液完井液中用量较大的一类处理剂，除了具有增黏作用外，还具有调整钻井液动切力、静切力、黏弹性、滤失性和改善泥饼质量的作用，从而对井壁稳定和油层保护等有重要影响。

在高浓度的CaCl₂条件下，膨润土的造浆能力差，因此CaCl₂无土相钻井液的流型调节只能依靠增黏剂高分子链段的弯曲、缠绕来实现由于常规水基钻井液流型调节问题不突出，因此，以往对增黏剂的研究相对较少。但随着无土相钻井液尤其高浓度氯化钙无土相钻井液的研发推广，钻井液流型调节的问题不容忽视，需要有针对性地研发出新型抗钙增黏剂。高浓度氯化钙钻井液体系在实际应用中也暴露出钻井液流型调节困难的问题，钻井液在抑制地层造浆的同时，体系中的膨润土在高浓度氯化钙条件下，因水化率低而失去提高黏度和切力作用，钻井液流变性调节只能依靠高分子增黏剂本体黏度实现。常规使用的增黏剂产品分子链中大多含有—CONH₂或—COOH基团，易与钙离子发生反应而失效。另外，高浓度氯化钙的加入导致高分子化合物电势降低、分子链中亲水基团与水分子间发生去水化作用，更加剧了聚合物增黏剂的溶解度降低、高分子链间聚集而沉淀的现象。所以制备一种具有高抗钙性能的增黏剂很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有石油钻井用增黏剂在抑制地层造浆的同时，体系中的膨润土在高浓度氯化钙条件下，因水化率低而失去提高黏度和切力作用，钻井液流变性调节只能依靠高分子增黏剂本体黏度实现的问题，提供了一种高抗钙型复合增黏剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按质量比1:15，将羧甲基淀粉添加至乙醇溶液中，搅拌混后并调节pH至8.5，水浴搅拌，得混合液并按重量份数计，分别称量45～50份混合液、3～5份苯甲酰胺和3～5份质量分数10％氢氧化钠溶液置于三口烧瓶中，水浴加热，静置冷却至室温并调节pH至7.0，得反应液；

（2）按体积比1:5，将反应液滴加至无水乙醇中，过滤并收集滤饼并真空冷冻干燥，得改性淀粉颗粒；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数10％乙醇溶液、6～8份瓜尔胶、10～15份改性淀粉、6～8份氯乙酸和10～15份环氧丙烷置于三口烧瓶中，调节pH至9.0，水浴加热，静置冷却至室温，过滤并收集滤渣，洗涤、干燥并研磨过筛，得改性颗粒；

（4）按重量分数计，分别称量55～60份去离子水、10～15份改性颗粒、6～8份膨润土和3～5份两性离子聚合物强包被剂FA367置于研磨中，搅拌混合得研磨浆液，将去离子水滴加至研磨浆液中，搅拌混后，超声分散，即可制备得所述的高抗钙型复合增黏剂。

步骤（1）所述的调节pH至8.5采用的是质量分数10％氢氧化钠。

步骤（4）所述的去离子水滴加速率2mL/min。