CN108715756A - 一种改性淀粉失水控制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性淀粉失水控制剂及其制备方法和应用，由以下重量百分比的组分组成：天然淀粉50%～70%，4‑氨基‑1，3‑丁二醇2%～5%，溴代丁二酸4%～6%，三羟甲基甲胺基丙磺酸钠5%～8%，引发剂2.5%～3.5%，氢氧化钠10%～15%，二亚乙基三胺2%～5%，冰醋酸1%～5%，余量为水。本发明提供的这种钻井液用改性淀粉失水控制剂水溶性、配伍性良好，有效降低钻井液滤失，无生物毒性、可生物降解属于环保型，满足油田规模开发过程安全钻井、保护产层、保护环境等对钻井液失水控制剂的要求。改性淀粉失水控制剂以天然淀粉为原料，原材料成本低，制备方法和所需设备条件简单，易于实施，既能满足规模化钻井施工过程中对钻井液滤失剂要求，又能大幅度降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于油气井开采技术领域，具体涉及一种改性淀粉失水控制剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前在常规井、探井钻井过程中，钻井液用失水控制剂的品种繁多，比如磺化沥青类、酚醛树脂类、腐殖酸类等等，由于原材料选取、生产加工工艺等原因导致最终产品都不同程度含有对环境、人身健康有毒有害的物质，且质量又不稳定，加上追求市场高额利润，其中的某些产品综合质量更不能有效满足安全钻井、保护储层、保护环境的需求。
近年来某油田为了实现5000万吨/年油气当量的宏伟目标，在“三低”（低渗、低压、低丰度）油气田，甚至在某些区块是超低渗透型的大背景下要实现稳产增产，水平井规模（特别是水平井、超长水平井、储气库井等）也不断扩大，水平段也不断加长延伸，加上新两法（新环境保护法、新安全生产法）的强力实施，对钻完井液的保护环保性能、保护储层功能提出极高的要求，对钻井液用失水控制剂的用量剧增，使得以天然高分子原材料研究环保无毒、可生物降解、保护产层的钻井液滤失剂尤为显得迫切。
发明内容
本发明的目的一是降低钻井液用失水控制剂的滤失性；目的二是满足钻井过程中的无生物毒性、可降解、保护环境的要求；目的三是降低成本。
为此，本发明提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：
天然淀粉 50% ～ 70%，
4-氨基-1，3-丁二醇 2% ～ 5%，
溴代丁二酸 4% ～ 6%，
三羟甲基甲胺基丙磺酸钠 5% ～ 8%，
引发剂 2.5% ～ 3.5%，
氢氧化钠 10% ～ 15%，
二亚乙基三胺 2% ～ 5%，
冰醋酸 1% ～ 5%，
余量为水。
进一步地，所述的天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。
进一步地，所述的引发剂为硼酸、聚合氯化铝、硼砂中的一种或者任意两者的混合物。
进一步地，改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：55% ～ 5%的天然淀粉，4% ～ 5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5% ～ 7%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3% ～ 3.5%的引发剂，10% ～ 12%的氢氧化钠，2% ～ 4%的二亚乙基三胺，1% ～3%的冰醋酸，5%的水。
进一步地，改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：60%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，10%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，2.0%的冰醋酸，5%的水。
进一步地，一种改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
所述改性淀粉失水控制剂由以下重量百分比的组分组成：60%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，10%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，2.0%的冰醋酸，5%的水；其中天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。
进一步地，一种改性淀粉失水控制剂的应用，改性淀粉失水控制剂作为钻井滤失剂用于生产制备水基钻井液。
需要特别说明的是，冰醋酸是工业冰醋酸，其质量分数是98%。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的这种钻井液用改性淀粉失水控制剂水溶性、配伍性良好，有效降低钻井液滤失，无生物毒性、可生物降解属于环保型，满足油田规模开发过程安全钻井、保护产层、保护环境等对钻井液失水控制剂的要求。
(2)本发明提供的这种钻井液用改性淀粉失水控制剂以天然淀粉为原料，原材料成本低，制备方法和所需设备条件简单，易于实施，既能满足规模化钻井施工过程中对钻井液滤失剂要求，又能大幅度降低生产成本，同时为研究天然环保型钻井液完井液提供技术支持，经济效益和社会效益良好，具有良好地推广应用价值。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：50%的天然淀粉，2%的4-氨基-1，3-丁二醇、4%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3.5%的引发剂，15%的氢氧化钠，5%的二亚乙基三胺，5%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例2：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：52%的天然淀粉，3%的4-氨基-1，3-丁二醇、5%的溴代丁二酸、6%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.5%的引发剂，11%的氢氧化钠，2%的二亚乙基三胺，1%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用聚合氯化铝。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例3：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：54%的天然淀粉，4%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、7%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，12%的氢氧化钠，3%的二亚乙基三胺，2%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼砂。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例4：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：56%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、4.5%的溴代丁二酸、8%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.6%的引发剂，13%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，3%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸和聚合氯化铝的混合物。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例5：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：58%的天然淀粉，2.3%的4-氨基-1，3-丁二醇、5.5%的溴代丁二酸、6.5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3.4%的引发剂，14%的氢氧化钠，2%的二亚乙基三胺，4%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸和硼砂的混合物。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例6：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：60%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，10%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，2%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用聚合氯化铝和硼砂的混合物。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例7：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：62%的天然淀粉，4.7%的4-氨基-1，3-丁二醇、4.5%的溴代丁二酸、7.5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.7%的引发剂，10.5%的氢氧化钠，2.5%的二亚乙基三胺，3.3%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例8：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：64%的天然淀粉，2%的4-氨基-1，3-丁二醇、4%的溴代丁二酸、6%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.5%的引发剂，11.6%的氢氧化钠，3.5%的二亚乙基三胺，4%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸和硼砂的混合物。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例9：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：66%的天然淀粉，3%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、8%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3.5%的引发剂，13%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，3.5%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼聚合氯化铝和硼砂的混合物。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例10：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：68%的天然淀粉，2%的4-氨基-1，3-丁二醇、4.7%的溴代丁二酸、7%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.8%的引发剂，12%的氢氧化钠，5%的二亚乙基三胺，2%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用硼酸。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
实施例11：
本实施例提供了一种改性淀粉失水控制剂，由以下重量百分比的组分组成：70%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、4%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，2.5%的引发剂，10%的氢氧化钠，2%的二亚乙基三胺，1%的冰醋酸，余量为水。
上述改性淀粉失水控制剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
上述引发剂选用聚合氯化铝。
改性淀粉失水控制剂的基本机理是：天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。在天然淀粉分子中引入了胺基基团、羧酸基团、羟基基团、磺酸基基团。
上述实施例1～实施例11制备的改性淀粉失水控制剂均可作为钻井滤失剂用于生产制备水基钻井液。
实施例12：
降滤失性能测定：以下%为所占基浆总质量的质量百分数
本实施例分别以清水、4%膨润土浆、无固相聚合物钻井液(清水+0.3%聚丙烯酸钾)、低固相聚合物钻井液(4%的膨润土浆+0.2%聚阴离子纤维素钠盐)配制基浆，然后在基浆中加入不同量的以实施例6制备的改性淀粉失水控制剂，再测试其对钻井液流变性的影响及降滤失性能，结果见表1～表4，其中，表1为在清水中的降滤失试验数据，表2为在4%膨润土浆中的降滤失试验数据，表3为在无固相聚合物中的降滤失试验数据，表4为在低固相聚合物钻井液中的降滤失试验数据。
表1 改性淀粉失水控制剂在清水中的降滤失试验
表2 改性淀粉失水控制剂在4%膨润土浆中的降滤失试验
表3 改性淀粉失水控制剂在无固相聚合物中的降滤失试验
表4 改性淀粉失水控制剂在低固相聚合物钻井液中的降滤失试验
其中HTHP为高温高压降滤失量，FL为滤失量，AV为表观粘度，PV为塑性粘度。具体的，在相同加量前提下，改性淀粉失水控制剂和普通淀粉失水控制剂加入各类水基钻井液中，从表1～表4可以看出（1）改性淀粉失水控制剂的滤失量FL明显的低于普通淀粉失水控制剂；（2）表观粘度AV明显大于普通淀粉失水控制剂；（3）改性淀粉失水控制剂的高温高压降滤失量HTHP明显的低于普通淀粉失水控制剂；（4）改性淀粉失水控制剂的塑性粘度明显的低于普通淀粉失水控制剂；（5）pH值基本保持不变；（6）表3和表4中塑性粘度PV逐渐增大，逐渐增大即与改性淀粉失水控制剂的加量成正比，因此实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂具有较好的降失水效果和一定的提粘效果。
实施例13：
改性淀粉失水控制剂的抗氯化钙、氯化钠污染性能评价：
以8%膨润土浆液配制基浆，测试实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂样品的抗氯化钙、氯化钠污染的性能，测试钻井液的流变性能及高温高压滤失量，结果见表5。
表5 改性淀粉失水控制剂样品的抗氯化钙、氯化钠污染的性能
其中HTHP为高温高压降滤失量，FL为滤失量，AV为表观粘度。具体的，从表5可以看出，2#、4#、5#配方试验数据表明，基浆中加入本发明改性淀粉失水控制剂，再加入0.6%氯化钙或者4.0%氯化钠进行污染，结果是其流变性能仍然稳定、滤失变化不大，即本发明的改性淀粉失水控制剂可以抗0.6%氯化钙、抗4.0%氯化钠的污染，满足现场抗污染要求。改性淀粉失水控制剂的降滤失性能、抗污染等各项性能指标均满足现场使用要求。
实施例14：
改性淀粉失水控制剂的各项性能评价：
依据中华人民共和国天然气行业标准《 SY/T 6787-2010水溶性油田化学剂环境保护技术要求》,对实施例6制备的改性淀粉失水控制剂开展了生物毒性及生物降解性评价，其中采用了发光细菌法测试了生物毒性指标EC50，EC50数值>20000 mg/L则属于无毒级别；采用了五日生化学需氧量与化学需氧量的比值BOD5/CODcr评价生物降解性，数值≥5%则属于易生物降解范围，具体测试结果见表6。
表6
由表6可知，实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂水溶性、配伍性良好，有效降低钻井液滤失，无生物毒性、可生物降解属于环保型，满足油田规模开发过程安全钻井、保护产层、保护环境等对钻井液失水控制剂的要求。
需要特别说明的是，BOD5为生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在20℃的暗处培养5d，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示。
CODcr是采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量，即重铬酸盐指数。即水样中加入过量的重铬酸钾溶液和硫酸，加热并用硫酸银作催化剂促使氧化反应完善，过剩的重铬酸钾以亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁标准液回滴然后将重铬酸钾消耗量折算为以每升水耗氧的毫克数表示。此法氧化程度高，可用于分析污染严重的工业废水，用以说明废水受有机物污染的情况。
实施例15：
将实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂现场试验24口井（洲平8-14H1井、靖平50-06H4、靖平50-06H3、靖平50-06H1、靖平50-06H2、苏48-19-68H2井、苏14-2-37H1、井苏14-2-37H2井、桃2-7-3H井、靖平69-12H井、苏48-18-42H2井、桃2-9-6H、双8-34H2井、靖平68-9H、庆平31井、庆平37井、川平53-11井、川平53-14井、庆平22井、庆平52井、镇平8-5井、陈平22-7井、庆平47井、陈平18-8井），现场维持加量0.5～1.5%，API（静滤失量）中压失水量能控制在5.0ml以内，泥饼厚度都在0.3毫米左右，能形成薄而坚韧的泥饼，显著改善泥饼质量，有效控制了钻井液滤液进入地层，很大程度上防止了泥岩地层的造浆，利于维持井壁稳定防止井下事故发生，同时防止大量滤液浸入产层造成对储层的伤害，同时采用发光细菌法测试了生物毒性，EC50为163000 mg/L，属于无毒范围（<20000 mg/L）体现出了良好的试验应用效果。
其中，在苏14-2-37H2井应用，该井进入造斜井段后，无固相聚合物钻井液体系由于失水大不适合下部井段的安全施工，从而将钻井液体系转化成了低固相聚合物钻井液体系，同时加入实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂控制失水，现场维持加量0.5%～1.5%，降滤失效果明显，达到3.3ml以内，而且能显著改善滤饼质量，形成了薄而坚韧的泥饼，很大程度上防止了泥岩地层的造浆，维持井壁稳定的效果良好，该井斜井段总进尺752m，钻井周期15天，比设计提前了5天，提速效果明显。
在陈平18-8井，由于地层出水，现场钻井液遭受严重污染，钻井液流变性变差呈半豆腐状态，井下发生了好几次粘卡，需要紧急处理，否则将发生严重井下事故而造成难以挽回的经济损失，现场施工组及时收集资料、分析井下工矿，采用实施例6制得的钻井液用改性淀粉失水控制剂，维持加量到2%，API中压失水量达到3.0ml以内，并改善了泥饼质量，进而钻井液流变性也得到了有力改善，避免了事故发生，最后该井完钻井深3390m，水平段长1000m，全井段平均机械钻速达14.18m/h，创该区块超千米水平段油井水平井（三叠系）全井段平均机械钻速最高记录。
综上所述，本发明提供的这种钻井液用改性淀粉失水控制剂水溶性、配伍性良好，有效降低钻井液滤失，无生物毒性、可生物降解属于环保型，满足油田规模开发过程安全钻井、保护产层、保护环境等对钻井液失水控制剂的要求，同时所采用的原料成本低、制备方法和所需设备条件简单，易于实施。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (8)
1.一种改性淀粉失水控制剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：
天然淀粉 50% ～ 70%，
4-氨基-1，3-丁二醇 2% ～ 5%，
溴代丁二酸 4% ～ 6%，
三羟甲基甲胺基丙磺酸钠 5% ～ 8%，
引发剂 2.5% ～ 3.5%，
氢氧化钠 10% ～ 15%，
二亚乙基三胺 2% ～ 5%，
冰醋酸 1% ～ 5%，
余量为水。
2.如权利要求1所述的改性淀粉失水控制剂，其特征在于：所述的天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。
3.如权利要求1所述的改性淀粉失水控制剂，其特征在于：所述的引发剂为硼酸、聚合氯化铝、硼砂中的一种或者任意两者的混合物。
4.如权利要求1所述的改性淀粉失水控制剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：55% ～ 5%的天然淀粉，4% ～ 5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5% ～ 7%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3% ～ 3.5%的引发剂，10% ～ 12%的氢氧化钠，2% ～ 4%的二亚乙基三胺，1% ～ 3%的冰醋酸，5%的水。
5.如权利要求4所述的改性淀粉失水控制剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：60%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，10%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，2.0%的冰醋酸，5%的水。
6.一种如权利要求1～4中任一权利要求所述的改性淀粉失水控制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，按配方量，在密闭反应釜中加入天然淀粉，并通入1.5升的纯氮气，十分钟后开始搅拌；
步骤二，反应釜温度达到70℃～90℃时，边搅拌边均匀加入配方量的引发剂和4-氨基-1，3-丁二醇，搅拌反应30分钟，形成中间产物；
步骤三，保持70℃～90℃，向步骤二的中间产物中加入配方量的溴代丁二酸，搅拌反应60分钟，形成中间产物；
步骤四，向步骤三的中间产物中依次加入配方量的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠、氢氧化钠、二亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温；
步骤五，向步骤四反应后的组分中加入配方量的冰醋酸和水，将其pH值调整至7～9，冷却，再将冷却后的组分于100℃～120℃下烘干，粉碎，即制得改性淀粉失水控制剂。
7.如权利要求6所述的改性淀粉失水控制剂的制备方法，其特征在于，所述改性淀粉失水控制剂由以下重量百分比的组分组成：60%的天然淀粉，5%的4-氨基-1，3-丁二醇、6%的溴代丁二酸、5%的三羟甲基甲胺基丙磺酸钠，3%的引发剂，10%的氢氧化钠，4%的二亚乙基三胺，2.0%的冰醋酸，5%的水；其中天然淀粉与4-氨基-1，3-丁二醇、溴代丁二酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸钠发生改性反应生成改性淀粉。
8.一种改性淀粉失水控制剂的应用，其特征在于，改性淀粉失水控制剂作为钻井滤失剂用于生产制备水基钻井液。
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