CN103509125A - 钻井液用疏水改性羧甲基淀粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油钻井用水基钻井液处理剂的制备方法，具体是涉及一种水基钻井液用改性淀粉的生产方法。将淀粉置于捏合机反应釜内；向反应釜内加入碱、水和乙醇，密闭捏合反应；向反应釜内加碱、氯乙酸和乙醇，密闭捏合反应；冷却至0～25℃，向反应釜内加入碱，密闭捏合反应；向反应釜内加入疏水试剂，升温至30～55℃，密闭捏合反应；冷却至室温，出料烘干、粉碎即得产品。根据本发明制备的钻井液用疏水改性羧甲基淀粉，羧甲基取代度：0.31～0.63，疏水基取代度：0.12～0.225。制备的钻井液用疏水改性羧甲基淀粉在含5%钠土基浆中加量为1%时，油水通过比≥0.9。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻井用水基钻井液处理剂的制备方法，具体是钻井液用疏水改性羧甲基淀粉的制备方法。
背景技术
常规油气开发钻井液屏蔽暂堵保护油气层技术，是在钻井液中加入各种能酸溶或油溶的油气层保护材料，以形成致密且易解除的屏蔽暂堵层。此屏蔽层同时也阻止了储层流体的产出，降低了储层渗透率，因此在室内试验中需将岩心被污染的部分切除以恢复渗透率，而在现场则需通过射孔或化学解堵等措施来解除屏蔽环对储层的损害。增产措施增加了生产成本，而且屏蔽环（内泥饼）含有大量酸、油不溶的粘土颗粒，使储层渗透率难以恢复到原始状态。
疏水化暂堵技术就是在常规暂堵技术的基础上，加入一定量纳米骨架颗粒、疏水材料。该技术利用疏水成分，通过滤饼产生亲油机质通道。在钻井和完井期间，该通道控制滤液的流入，同时为油气提供流动通道。产生的滤饼对水的渗透率非常低，对油的渗透率则高得多。能够消除化学破胶剂的使用，从而减少清除滤饼所需的时间和成本。疏水暂堵体系主要用于泥饼在地层和完井管柱之间的裸眼完井作业中。即使在非裸眼完井作业中，疏水钻井液仍具有一定优势：在渗透率恢复相当的情况下具有更低的启动压力。疏水改性羧甲基淀粉正是该钻井液体系的关键处理剂之一。
目前，羧甲基淀粉的生产方法主要分为三大类：水媒法、溶剂法、干法(半干法) 。水媒法是以水为溶剂，将淀粉在水中分散进行羧甲基化得产品。该方法产品取代度较低，产率低，烘干水分能耗大，现今已很少应用。溶剂法采用的是低碳溶剂，比如甲醇、乙醇、异丙醇，产品取代度高，分布均匀，适宜于生产品质较高的产品。但是，溶剂消耗量大，原料成本高，环境成本亦高。干法(半干法)是采用少量有机和无机溶剂，使用捏合设备，进行产品生产。该方法在国内目前处于不成熟阶段，产品反应不够均匀，品质不高。但是干法生产成本低、溶剂消耗少，产品在某些领域基本能够满足使用要求。因此，当前干法生产是最具有研究潜力的生产方法。
发明内容
本发明是针对石油钻井液所需改性淀粉必须具备的产量大、低成本、品质要求不高的特点，提供了一种钻井液疏水改性羧甲基淀粉的制备方法。
本发明是这样实现的：
1） 将1000质量份的淀粉置于捏合机反应釜内；
2） 向反应釜内加入20-150质量份的碱、10-100质量份的水和250-500质量份的乙醇，升温至25～35℃，密闭捏合反应40～90分钟；
3）向反应釜内加入50-200质量份的碱、200-450质量份的氯乙酸和250-500质量份的乙醇，升温至40～70℃，密闭捏合反应90～180分钟；
4）冷却至0～25℃，向反应釜内加入50-200质量份的碱，密闭捏合反应40～90分钟；
5）向反应釜内加入100-200质量份的疏水试剂，升温至30～55℃，密闭捏合反应60～180分钟；
6）冷却至室温，出料，在75～105℃烘干、粉碎即得产品。
所述碱为烧碱、纯碱中的一种或两种；疏水试剂为苯甲酰氯、对甲基苯甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种。
根据本发明制备的钻井液用疏水改性羧甲基淀粉，羧甲基取代度：0.31～0.63，疏水基取代度：0.12～0.225。制备的钻井液用疏水改性羧甲基淀粉在含5%钠土基浆中加量为1%时，油水通过比≥0.9。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，其中原料中碱为烧碱、纯碱中的一种或两种的组合；疏水试剂为苯甲酰氯、对甲基苯甲酰氯、对苯二甲酰氯中的任意一种。
实施例1：
称取定量淀粉（1000克）置于捏合机反应釜内。开动捏合机，设定温度25℃。加入碱（24克）、水（10毫升）、乙醇（250毫升），密闭捏合反应40分钟。加入碱（60克）、氯乙酸（200克），乙醇（250毫升），设定温度40℃，密闭捏合反应90分钟。加入碱（50克），设定温度0℃，密闭捏合反应40分钟。加入疏水试剂（100毫升），设定温度30℃，密闭捏合反应60分钟。出料，在75～105℃烘干、粉碎得产品。产品测定羧甲基取代度为0.31，疏水取代度为0.12，油水通过比为0.90。
实施例2：
称取定量淀粉（1000克）置于捏合机反应釜内。开动捏合机，设定温度30℃。加入碱（72克）、水（60毫升）、乙醇（250毫升），密闭捏合反应60分钟。加入碱（150克）、氯乙酸（300克），乙醇（250毫升），设定温度55℃，密闭捏合反应120分钟。加入碱（135克），设定温度15℃，密闭捏合反应60分钟。加入疏水试剂（150毫升），设定温度40℃，密闭捏合反应120分钟。出料，在75～105℃烘干、粉碎得产品。产品测定羧甲基取代度为0.48，疏水取代度为0.185，油水通过比为0.95。
实施例3：
称取定量淀粉（1000克）置于捏合机反应釜内。开动捏合机，设定温度35℃。加入碱（120克）、水（100毫升）、乙醇（500毫升），密闭捏合反应90分钟。加入碱（180克）、氯乙酸（450克），乙醇（500毫升），设定温度70℃，密闭捏合反应180分钟。加入碱（200克），设定温度25℃，密闭捏合反应90分钟。加入疏水试剂（200毫升），设定温度55℃，密闭捏合反应180分钟。出料，在75～105℃烘干、粉碎得产品。产品测定羧甲基取代度为0.63，疏水取代度为0.225，油水通过比为1.05。
Claims (2)
1.一种钻井液用疏水改性羧甲基淀粉的制备方法，其特征在于：
1）将1000质量份的淀粉置于捏合机反应釜内；
2）向反应釜内加入20-150质量份的碱、10-100质量份的水和250-500质量份的乙醇，升温至25～35℃，密闭捏合反应40～90分钟；
3）向反应釜内加入50-200质量份的碱、200-450质量份的氯乙酸和250-500质量份的乙醇，升温至40～70℃，密闭捏合反应90～180分钟；
4）冷却至0～25℃，向反应釜内加入50-200质量份的碱，密闭捏合反应40～90分钟；
5）向反应釜内加入100-200质量份的疏水试剂，升温至30～55℃，密闭捏合反应60～180分钟；
6）冷却至室温，出料，在75～105℃烘干、粉碎即得产品。
2.根据权利要求1所述的钻井液用疏水改性羧甲基淀粉的制备方法，其特征在于：所述碱为烧碱、纯碱中的一种或两种；疏水试剂为苯甲酰氯、对甲基苯甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种。
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