[发明专利]一种耐温耐盐聚阴离子纤维素及其制备方法

说明书

本发明属于纤维素醚类改性技术领域。本发明提供了一种耐温耐盐聚阴离子纤维素的制备方法，包括如下步骤：将纤维素、碱和乙醇在惰性气氛下进行碱化反应，得到一次碱化产物；对一次碱化产物进行二次碱化反应，得到二次碱化产物；将二次碱化产物和氯乙酸的乙醇溶液进行醚化反应，得到耐温耐盐聚阴离子纤维素粗制产品；对粗制产品进行中和、提纯、干燥、粉碎处理，得到耐温耐盐聚阴离子纤维素。本发明的耐温耐盐聚阴离子纤维素能够显著降低不同温度的氯化钠盐水中和复合盐水中热滚老化16小时滤失量和滤失增长量；并可显著提高耐温盐粘比，具有更好的耐温耐盐性能。可作为降滤失剂、流变调节剂、抑制剂，广泛用于深井、高温井和高深井中。

技术领域

本发明涉及纤维素醚类改性技术领域，尤其涉及一种耐温耐盐聚阴离子纤维素及其制备方法。

背景技术

随着环保要求的提高，页岩气、油的大力开发，水平井钻井的广泛应用，钻井深度的不断提升，对环保型钻井液助剂的耐温、耐盐要求也随之提高。由于普通的聚阴离子纤维素产品不耐高温，目前深井、超深井和高温井中主要使用磺化类、聚丙烯酰胺类为主的耐温耐盐型钻井液助剂，此类助剂环保性差，用量大，多用于分散型钻井液体系中；用于页岩气、油钻井的水平钻井段时适应性差，钻井效率低，又因为页岩易水化膨胀容易导致卡钻和井眼堵塞。

而耐温耐盐聚阴离子纤维素能有效代替磺化类、聚丙烯酰胺类产品，耐温耐盐聚阴离子纤维素不仅绿色环保，耐温耐盐性好，还兼顾抑制性，除用于分散型钻井液体系外，还可用于非分散钻井液体系要求。在深井、超深井和高温井中能有效抑制页岩水化膨胀，使其在水平钻井段不易发生卡钻和井眼堵塞，大大提高水平钻井效率，有效缩短页岩气、油的钻井时间，减少钻井事故的发生。另外，因水基钻井效率的提升，又能大幅减少油基泥浆的使用，对改善环境、降低成本起到积极的作用。

因此，研究开发一种提高耐温耐盐的聚阴离子纤维素，作为环保的降滤失剂、流变调节剂以及抑制剂用于深井、高深井和高温井中，将具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种耐温耐盐聚阴离子纤维素及其制备方法。本发明的耐温耐盐聚阴离子纤维素能够显著降低不同温度的氯化钠盐水中和复合盐水中热滚老化16小时滤失量和滤失增长量；并可显著提高耐温盐粘比，具有更好的耐温耐盐性能。可作为降滤失剂、流变调节剂、抑制剂，广泛用于深井、高温井和高深井中。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种耐温耐盐聚阴离子纤维素的制备方法，包括如下步骤：

1)将纤维素、碱和乙醇在惰性气氛下进行碱化反应，得到一次碱化产物；

2)对一次碱化产物进行二次碱化反应，得到二次碱化产物；

3)将二次碱化产物和氯乙酸的乙醇溶液进行醚化反应，得到耐温耐盐聚阴离子纤维素粗制产品；

4)对粗制产品进行中和、提纯、干燥、粉碎处理，得到耐温耐盐聚阴离子纤维素。

作为优选，步骤1)所述纤维素、碱和乙醇的质量比为1:0.1～3.0:1～10；所述碱为液碱和/或片碱；所述碱化反应的温度为10～70℃，时间为10～

120min，压力≤2.5MPa。

作为优选，步骤1)所述液碱的质量浓度为10～50％，所述乙醇的浓度为80～95％，所述片碱的含量≥90％；所述惰性气氛为氮气。

作为优选，步骤2)所述二次碱化反应的温度为10～50℃，时间为10～90min。

作为优选，步骤2)所述二次碱化反应的原料还包括碱和/或乙醇，所述碱为液碱或片碱；所述乙醇与纤维素的质量比为0.3～0.9:1；所述碱与纤维素的质量比为0.2～1:1。