[发明专利]纳米纤维-纳米碳酸钙复合物的钻井液用抗高温增粘剂有效

专利信息
申请号: 201910652216.9 申请日: 2019-07-18
公开(公告)号: CN112239656B 公开(公告)日: 2022-07-12
发明(设计)人: 蓝强;徐运波;郑成胜;张妍;张虹;吴雄军;陈健;刘振东;于雷 申请(专利权)人: 中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
主分类号: C09K8/03 分类号: C09K8/03;D01F2/02;B82Y40/00;C01F11/18
代理公司: 东营双桥专利代理有限责任公司 37107 代理人: 侯华颂;李勇
地址: 100101 北京市朝阳*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 纳米 纤维 碳酸钙 复合物 钻井 液用抗 高温 增粘剂
【权利要求书】:

1.一种纳米纤维-纳米碳酸钙复合物的钻井液用抗高温增粘剂,其特征在于包括如下质量百分比的组分:阳离子纳米纤维素28~30%、分散剂6~8%、纳米碳酸钙48~49%、硬脂酸盐15~16%; 所述阳离子纳米纤维素按照下列方法制备: 1)甘蔗渣的预处理:(1)将甘蔗渣中所有糖分榨出后,用去离子水清洗干净烘干;(2)将干燥好的甘蔗渣粉碎至800目~1000目;2)阳离子纳米纤维悬浮液的制备:(1)将300~400g的98%硫酸倒入到容器中,用离子水将硫酸稀释至50-60wt%为止;(2)将120~160g预处理好的甘蔗渣加入到加热容器中,边搅拌边加入(1)中的硫酸,加完后,温度升高至40~50℃后快速搅拌;(3)加入120~150g高碘酸钠,避光条件下反应3-5h,随后加入乙二醇,搅拌、反应,除去未反应的高碘酸钠;将加热容器温度提高至55-65℃,加入三甲基乙酰氯,将pH调节至5.0,继续反应;加入20~30g季铵盐阳离子表面活性剂,继续反应;(4)将上述分散体系转入到另外容器中,加入过量的去离子水,终止反应;(5)将上述分散体系离心、沉淀,至上层清液澄清,体系pH 3~4为止;(6)将上述的分散体系在去离子水中透析、浓缩至浓度为30%为止,体系pH6~8,转入到密封容器中密封,即可得到阳离子纳米纤维悬浮液。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维-纳米碳酸钙复合物的钻井液用抗高温增粘剂,其特征在于:所述分散剂为二辛基磺化琥珀酸钠、三辛基磺化琥珀酸钠、二辛基磺化丁二酸钠中的一种或几种组合;所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸钾中的一种或几种组合。

3.根据权利要求2所述的纳米纤维-纳米碳酸钙复合物的钻井液用抗高温增粘剂,其特征在于:所述甘蔗渣属于糖蔗榨汁之后的残渣;所述季铵盐阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或几种组合。

4.根据权利要求3所述的纳米纤维-纳米碳酸钙复合物的钻井液用抗高温增粘剂,其特征在于所述阳离子纳米纤维悬浮液按照下列方法制备:

1)甘蔗渣的预处理:(1)将甘蔗渣用去离子水清洗干净,晾干,用压榨机压制,连续数次,将其中所有糖分榨出后,用去离子水清洗干净,放入到烘箱中,在80℃±5℃条件下干燥5h,取出;(2)用粉碎机将干燥好的甘蔗渣粉碎,用标准检验筛检验,粉碎至800目~1000目待用;

2)阳离子纳米纤维悬浮液的制备:(1)将300~400g的98%硫酸倒入到1000mL烧杯中,缓慢滴加去离子水,边滴加,边用玻璃棒轻轻搅拌,直至将硫酸稀释至64wt%为止;(2)将120~160g预处理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底烧瓶中,缓慢加入(1)中的64wt%硫酸,以100rpm低速搅拌40~60min,加完后,温度升高至40~50℃,将搅拌速度增加至2000rpm,搅拌1~3h;(3)加入120~150g高碘酸钠,避光条件下反应3-5h,随后加入6mL乙二醇,搅拌速度1000rpm,继续反应1-2h,除去未反应的高碘酸钠;将反应器温度提高至60℃,加入30-50g三甲基乙酰氯,将pH调节至5.0,继续反应4h;加入20~30g季铵盐阳离子表面活性剂,继续反应1~2h;(4)将上述分散体系转入到2000mL塑料杯中,加入过量的去离子水,终止反应;(5)将上述分散体系分批转至离心机中,在10000rpm下离心20min,沉淀,将上层清液倒出,加入去离子水,再次高速离心,直至上层清液澄清为止,经多次离心,直至体系pH 3~4为止;(6)将上述的分散体系分批通过孔径20nm的再生纤维素透析袋在去离子水中透析,透析时间6~9天,直至体系pH6~8为止,将透析袋中分散体系低温旋转蒸发浓缩至浓度为30%为止,转入到密封瓶中密封待用,即可得到阳离子纳米纤维悬浮液。

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