[发明专利]一种抗高温改性淀粉及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种抗高温改性淀粉及其制备方法和应用，本发明通过糊化处理过程使得基础淀粉的结晶区转变为无定形区，使得淀粉结构单元C6位的‑OH暴露在溶液环境中，增加了可参与反应的‑OH的浓度，提高基础淀粉与接枝剂间的接枝率，进而提高抗温性；并且交替滴加引发剂和改性剂溶解液延长淀粉自由基的活性时长，提高反应单体的接枝率，进而提升改性淀粉的抗温效果；还以N,N‑亚甲基双丙烯酰胺和二缩三丙二醇二烯酯为交联剂，与淀粉结合，形成三维网状结构，提升抗温效果。实施例的结果表明，本发明提供的抗高温改性淀粉在淡水泥浆和盐水泥浆中均适用，经150℃高温处理，仍能保持较高的滤失量，具有优异的抗温性。

技术领域

本发明涉及石油钻井液技术领域，尤其涉及一种抗高温改性淀粉及其制备方法和应用。

背景技术

随着世界能源需求的日益增大，油气田开发的不断深入，浅层油气资源已不能满足当今社会的需求，开发深部地层油气资源已成为必然。随着环境保护问题的日益突出，从源头上控制钻井液对环境的污染，开发环境友好型和抗温抗盐性能良好的绿色水基钻井液降滤失剂，不仅能够提升钻井液的性能，有效降低钻井成本，同时能够减少钻井过程中对环境造成的损害，实现“绿色钻井”。

淀粉类降滤失剂具有来源广、成本低廉的优点，并且，淀粉类降滤失剂容易降解，无毒环保，被广泛应用于钻井液体系中。但是，常用的改性淀粉降滤失剂如预凝胶淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉等都存在耐温性能较差的缺陷，如果温度超过120℃，淀粉的分子链就会发生断裂，从而导致降滤失效果减弱，严重影响钻井液的综合性能，进而影响钻井质量和钻井成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抗高温改性淀粉及其制备方法和应用，本发明提供的改性淀粉具有优异的耐温性，在高于120℃条件下，仍能保持降滤失性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种抗高温改性淀粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供接枝剂的水溶解液；

采用碱性pH值调节剂调节所述接枝剂的水溶解液的pH值至6～8，得到中性接枝剂溶解液；

将所述中性接枝剂溶解液与交联剂混合，得到改性剂溶解液；

(2)将基础淀粉和水混合后，将所得到的淀粉乳进行糊化处理，得到糊化淀粉；所述基础淀粉和水的质量比为(1～2)：(50～100)；

(3)将引发剂和改性剂溶解液依次交替滴加至所述糊化淀粉中，发生改性反应，得到抗高温改性淀粉；

所述步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序；

以质量份计，所述基础淀粉为1～2份，所述接枝剂包括丙烯酰胺10～15份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸18～26份、对苯乙烯磺酸钠12～17份、乙烯基吡咯烷酮3～5份和二甲基二烯丙基氯化铵5～10份，所述交联剂包括N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.01～0.05份和二缩三丙二醇二丙烯酯0.01～0.1份；所述引发剂为0.5～1.5份；所述接枝剂的水溶解液中水和丙烯酰胺的质量比为(100～150)：(10～15)。

优选的，所述步骤(3)中交替滴加的总时间为30～50min；所述交替滴加的一个周期为首先滴加1min引发剂后静置1min，再滴加1min改性剂溶解液后静置2min。

优选的，所述步骤(3)中交替滴加过程中滴加体系的温度为40～60℃。

优选的，所述步骤(3)中引发剂和改性剂溶解液滴加完成后改性反应的时间为1～3h；滴加完成后的改性反应的温度为40～60℃。

优选的，所述步骤(1)中碱性pH值调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾；所述碱性pH值调节剂以碱性pH值调节剂溶液的形式提供；所述碱性pH值调节剂溶液的质量分数为15％。