CN115975112A - 一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂及其制备方法与应用。本发明制备带有双键和环氧基团的有机硅交联剂;之后在糊化淀粉溶液中加入丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体以及有机硅交联剂,进行自由基聚合反应,制备抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂。有机硅交联剂充当乙烯类共聚物和淀粉的共同化学交联点,增强了改性淀粉降滤失剂的抗温性能;丙烯酰胺类单体使得降滤失剂具有优异护胶能力;阴离子单体的引入增强了聚合物的抗温水化能力;阳离子单体的引入显著降低滤失量。本发明制备的抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂在高温(200℃)老化后仍具有优异的降滤失性能,且构建的抗高温环保型钻井液体系综合性能良好。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气技术领域,涉及一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着全球经济的增长以及石油工程技术的不断发展,全球油气勘探开发已逐渐转向深层、超深层。钻井液被称为钻井的“血液”,对解决钻井过程中的“坍塌、卡钻、井漏、井喷”和储层保护等至关重要。随着世界环保要求的日益严格,对钻井液处理剂提出了更高的环保要求。实现钻井工程的“清洁生产”,对绿色勘探开发深层、超深层油气资源具有重要意义。
淀粉及其改性产物,因环保性能好,无毒易生物降解,常被作为添加剂来增加钻井液的粘度,降低滤失量和稳定井壁,已在中、浅层钻井作业中被大量应用。然而,天然淀粉的水溶性差,分子结构单一,抗温性差,限制了其在深井、超深井中的应用。目前,经过衍生化、接枝或交联反应改性淀粉,可在一定程度上提高淀粉的抗温性能,但大多数的改性淀粉抗温不高于150℃,抗温性难以进一步提高。而且改性后的淀粉降滤失剂性能单一、不符合钻井液处理剂一剂多用、多功能化的发展趋势,难以有效降低钻井液的成本,在一定程度上影响了“安全、环保、优质、高效”的油气钻探。
中国专利文献CN108774506A公开了一种抗高温型醚化改性淀粉降滤失剂的制备方法,以玉米淀粉或木薯淀粉为原料,以异丙醇为反应溶剂,加入碱化剂、交联剂、醚化剂等经过碱化、交联和醚化反应生成交联高取代度羧甲基淀粉,其抗温达150℃。中国专利文献CN106634880A公开了一种水基钻井液用双亲淀粉降滤失剂的制备方法,采用蜡质玉米淀粉先与亲水改性剂反应,后通过自由聚合反应将疏水单体接枝到蜡质玉米淀粉上而形成,可在130~150℃使用。中国专利文献CN112010987A公开了一种钻井液用无机改性淀粉降滤失剂的制备方法,通过三偏磷酸钠对淀粉进行酯化改性,对淀粉内醚键进行保护,提高淀粉分子结构热稳定性,产品抗温可达140℃。中国专利文献CN108774508A公开了一种淀粉基有机硅耐高温降滤失剂,该降滤失剂是由淀粉、丙烯酰胺、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及引发剂在水中反应生成的共聚物。然而该方法中的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在水中易水解生成硅醇,彼此间发生缩聚反应,与丙烯酰胺单体的共聚反应较少,聚丙烯酰胺与淀粉之间的相互作用力较弱,降滤失剂的抗温性能只能达到180℃。中国专利文献CN113072918A提供一种抗高温淀粉基钻井液,其涉及抗高温改性淀粉核心处理剂,抗高温改性淀粉是由具有刚性基团、阴离子水化基团和阳离子抑制基团的高性能聚合单体通过接枝改性淀粉制备得到的,但该抗高温淀粉钻井液抗温能力仅有180℃。
因此,研制出一种抗高温(≥200℃)的环保型改性淀粉降滤失剂是当前抗高温环保钻井液技术发展的需要。
发明内容
针对现有技术的不足,尤其是针对现有钻井液用淀粉降滤失剂在高温环境中易降解失效的技术难题,本发明提供了一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂及其制备方法与应用。本发明的有机硅交联淀粉降滤失剂能够抗高温(≥200℃)且能够实现降滤失的作用。
本发明的技术方案如下:
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)有机硅交联剂的制备
将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)加入溶剂中,调节体系pH至1-5后,在氮气保护下进行反应;反应完成后,将所得反应液除去溶剂,得到有机硅交联剂;
(2)抗高温有机硅交联淀粉降滤失的制备
向水中加入淀粉,进行糊化反应,得糊化淀粉溶液;将丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体加入到去离子水中,得单体溶液,调节单体溶液的pH至5-9后加入到糊化淀粉溶液中,加入步骤(1)中制备的有机硅交联剂,得混合反应液,通氮气除氧后,升温至反应温度,加入引发剂,热引发聚合反应;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)的质量比为1-1.2:1。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述溶剂为水和乙醇的混合溶液,混合溶液中水和乙醇的体积比1-2:10;所述溶剂的体积与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)的质量之比为22mL:1-5g。
根据本发明优选的,步骤(1)中使用盐酸溶液调节体系的pH为1-5,进一步优选的,使用盐酸溶液调节体系的pH为2-3;所述盐酸溶液的质量分数为36-38%。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述反应的温度为40-70℃,进一步优选为50-60℃;所述反应的时间为4-8h,进一步优选为5-6h。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述糊化反应的温度为60-90℃,进一步优选为70-80℃;所述糊化反应的时间为1-4h,进一步优选为2-3h;所述糊化淀粉溶液的质量分数为10-40%,进一步优选为20-30%。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰胺(MAM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述阴离子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、乙烯基磺酸钠(VS)中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的质量比为1-5:1-2:1-2;所述单体溶液的总质量分数为10%-40%,进一步优选为20-30%;所述单体的总质量指的是丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的质量之和。
根据本发明优选的,步骤(2)中使用质量分数为20-30%的NaOH水溶液调节单体溶液的pH至5-9。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的总质量与淀粉的质量之比为1-5:5;所述有机硅交联剂的质量与淀粉、丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的总质量之比为0.05-0.1:1。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述引发剂为过硫酸钾(KPS)、过硫酸铵(APS)、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁脒盐酸盐(V50)中的一种或两种以上的组合;所述引发剂的质量与丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体、淀粉的总质量之比为0.01-0.05:1,进一步优选为0.02-0.03:1。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述反应温度为30-80℃,进一步优选为50-70℃;所述聚合反应的时间为2-6h,进一步优选为3-5h。
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂,采用上述制备方法制备得到。
根据本发明,上述抗高温有机硅交联降滤失剂在水基钻井液中的应用;优选的,所述水基钻井液中抗高温有机硅交联降滤失剂的浓度为5-30g/L。
本发明的技术特点及有益效果如下:
1、本发明的降滤失剂中引入了通过特定的硅烷偶联剂缩合制备得到的抗高温有机硅交联剂:一方面,有机硅交联剂的双键可与乙烯类单体进行共聚反应,充当乙烯类聚合物的化学交联点;另一方面,有机硅交联剂的环氧官能团可与淀粉上的羟基进行开环交联反应,进而可对淀粉中的多聚葡萄糖结构进行交联;有机硅交联剂作为乙烯类共聚物和淀粉的共同化学交联点,不但增强了二者间的相互作用,而且限制了聚合物链段在高温环境的运动,进而提高了改性淀粉降滤失剂的耐温性能。
2、本发明的改性淀粉降滤失剂引入的阴离子单体,增强了改性淀粉的抗温水化能力,赋予了改性淀粉降滤失剂优异的护胶能力;引入的阳离子单体,强化了改性淀粉降滤失剂在膨润土颗粒表面的吸附,维持了膨润土颗粒的粒径分布,进而有效降低了滤失量。
3、本发明合成的改性淀粉降滤失剂抗温能力优异,200℃高温老化后仍具有优异的降滤失能力,并且具有优异的环保性能,在抗高温环保水基钻井液领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例1合成的有机硅交联剂结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂、材料和设备,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例1
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)有机硅交联剂的制备
将30gγ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、30gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)加入到500mL三口圆底烧瓶中,加入20mL去离子水,并加入200mL乙醇,搅拌均匀形成混合溶液;通过向三口圆底烧瓶的混合溶液中滴加质量分数为37%盐酸溶液,调节混合溶液的pH至2,形成反应液;将三口圆底烧瓶置于水浴锅中,装上球形冷凝回流装置,通氮气去除反应液中的溶解的氧气,水浴锅升温至50℃,在氮气保护、50℃下反应5h;反应完成后,将所得反应液进行旋蒸,除去溶剂乙醇和水,即得含有乙烯双键和环氧基团的有机硅交联剂。
(2)抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备
将10g玉米淀粉加入到含有40g去离子水的250mL圆底烧瓶中,搅拌均匀后,置于75℃的水浴锅中,糊化反应2h,降至室温,得糊化淀粉溶液;将4g N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2g苯乙烯磺酸钠(SSS)、2g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)溶于32g水中,搅拌均匀,得到单体溶液,使用质量分数为20%的NaOH水溶液调节单体溶液的pH至7后将所得混合溶液加入到所得糊化淀粉溶液中,加入1.8g步骤(1)制备的有机硅交联剂,搅拌均匀,得混合反应液;将混合反应液于氮气氛围中搅拌除氧30min,放置于60℃的水浴锅中,加入0.4g过硫酸钾(KPS)引发剂,热引发聚合反应4h,反应结束后,将所得产物在70℃鼓风烘箱中干燥24h,粉碎,即得抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂。
实施例2
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中单体的组成为:5g N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2g苯乙烯磺酸钠(SSS)、1g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)。
实施例3
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中单体的组成为:5g N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、1g苯乙烯磺酸钠(SSS)、2g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)。
实施例4
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中单体溶液的pH调至5。
实施例5
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中单体溶液的pH调至9。
实施例6
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中混合液的反应温度设置为50℃。
实施例7
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中混合液的反应温度设置为70℃。
对比例1
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(1)中γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)加入量为0g,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)加入量为60g。
对比例2
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)加入量为0g,γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)加入量为60g。
对比例3
一种交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中有机硅交联剂加入量为0g。
对比例4
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加入4g N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)。
对比例5
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加入2g苯乙烯磺酸钠(SSS)。
对比例6
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加入2g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)。
对比例7
一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(1)中KH570替换为丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,制备有机硅交联剂。
对比例8
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(1)中KH560的质量与KH570的质量比为1:2。
对比例9
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(1)中KH560的质量与KH570的质量比为2:1。
对比例10
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中有机硅交联剂的加量为3.6g。
对比例11
一种有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法如实施例1所述,所不同的是:步骤(2)中不加入有机硅交联剂,加入0.9g KH560和0.9g KH570。
试验例
(1)抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂在钻井液中的性能评价:
4%膨润土基浆的制备:在400mL水中加入16g膨润土和0.56g无水碳酸钠,在8000r/min转速下搅拌20分钟,室温下密封静置水化24h。
钻井液样品配置:取400mL的4%膨润土基浆,分别加入8g(2%)实施例和对比例制备的降滤失剂,在8000r/min转速下搅拌20min。
钻井液样品老化处理:将上述钻井液样品置于滚子加热炉中,设置老化温度为200℃,老化时间为16h。
按照GB/T16783规定的测定方法测试钻井液样品的流变和失水性能,包括表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)、动切力(YP)和滤失量(FLAPI、HTHP),具体数据见表1和表2。
表1加入实施例制备的降滤失剂所得钻井液流变性能及滤失性能数据表
从表1的测试结果可以看出,实施例1-7制备的抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂可明显改善钻井液样品的流变性能以及降滤失性能,200℃高温老化16h后仍具有优异的降滤失性能,表明了有机硅交联淀粉降滤失剂具有优异的抗高温降滤失性能。实施例1-3是调整聚合单体的比例,实施例1降滤失性能最优,可见实施例1中单体的比例为最优;实施例4和5是在实施例1的基础上调整单体溶液的pH值,分别在酸性(pH=5)和碱性(pH=9)环境中,可见在中性(pH=7)环境中制备的有机硅交联淀粉降滤失剂性能最优。实施例6和7分别是在实施例1的基础上降低和增加反应温度,反应温度过低会降低聚合单体的反应活性,反应温度过高会加剧易反应单体的爆聚反应,可见60℃是有机硅交联淀粉降滤失剂的最佳合成温度。
表2加入对比例制备的降滤失剂所得钻井液流变性能及滤失性能数据表
从表2中可以看出:对比例1有机硅交联剂制备过程中未加入γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560),有机硅交联剂不含环氧官能团,不可与淀粉上的羟基进行开环交联反应,导致改性淀粉降滤失剂的抗温性能变差;对比例2有机硅交联剂制备过程中未加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570),有机硅交联剂不含双键官能团,不可与乙烯类单体进行共聚反应,共价交联点减少,聚合物网架结构减弱,降滤失剂的抗温性能变差;对比例3中未加入有机硅交联剂,乙烯类线性聚合物和淀粉间相互作用力变弱,改性淀粉降滤失剂在高温环境中的稳定性变差,对膨润土胶体稳定的保护性变差;对比例4由于不含DMAA单体,乙烯类共聚物分子量降低,聚合物中水化基团减少,高温环境中的护胶能力降低,滤失量增大;对比例5由于不含SSS阴离子水化单体,水化能力减弱且刚性基团缺失,耐温性能较差,滤失量增大;对比例6由于不含DMC阳离子单体,降滤失剂不能在膨润土上高效吸附,与膨润土间的作用力减弱,滤失量增大;对比例7在制备有机硅交联剂过程中KH570被替换成丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,由于KH570双键带有甲基,更有利于有机硅交联剂与乙烯类单体进行共聚反应,降滤失剂的性能更加优异;对比例8和对比例9调整了有机硅交联剂中KH560和KH570的比例,可见当KH560和KH570的质量比在本发明范围之内时,有机硅交联淀粉降滤失剂的效果最好;对比例10是在实施例1的基础上增大了有机硅交联剂的用量,交联剂过多,造成聚合过程中溶液的粘度增大,聚合物分子量降低,聚合物的网架结构不规整,导致降滤失剂的性能下降;对比例11是在实施例1的基础上,将有机硅交联剂替换成由KH560和KH570按照质量比为1:1组成的交联剂,乙烯类共聚物与淀粉之间的相互作用减弱,导致降滤失剂的降滤失性能降低。
(2)抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂在钻井液体系中的应用
在钻井液体系应用实验中,实验配方如下:配方中PAC-HV是聚阴离子纤维素增粘剂的代号、NFA-25是无荧光白沥青抑制防塌剂的代号、CaCO3是超细碳酸钙的代号、BaSO4是重晶石的代号、PGCS-1是固体聚合醇润滑剂的代号(上述原料均为普通市购产品)。
体系1:4%膨润土基浆+0.5%PAC-HV+0.5%NFA-25+3%CaCO3+2%PGCS-1+2%玉米淀粉(重晶石加重到1.2g/cm3);0.5%PAC-HV是指每100毫升基浆中加入0.5克PAC-HV;0.5%NFA-25是指每100毫升基浆中加入0.5克NFA-25;3%CaCO3是指每100毫升基浆中加入3克CaCO3;2%PGCS-1是指每100毫升基浆中加入2克PGCS-1;2%玉米淀粉是指每100毫升基浆中加入2克玉米淀粉。
体系2:4%膨润土基浆+0.5%PAC-HV+0.5%NFA-25+3%CaCO3+2%PGCS-1+1%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂(重晶石加重到1.2g/cm3);1%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂是指每100毫升基浆中加入1克实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂,其余含义和体系1相同。
体系3:4%膨润土基浆+0.5%PAC-HV+0.5%NFA-25+3%CaCO3+2%PGCS-1+2%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂(重晶石加重到1.2g/cm3);2%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂是指每100毫升基浆中加入2克实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂,其余含义和体系1相同。
体系4:4%膨润土基浆+0.5%PAC-HV+0.5%NFA-25+3%CaCO3+2%PGCS-1+3%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂(重晶石加重到1.2g/cm3);3%实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂是指每100毫升基浆中加入3克实施例1制备的有机硅交联淀粉降滤失剂,其余含义和体系1相同。
表3加入降滤失剂所得钻井液体系流变性能及滤失性能数据表
从表3可以看出,体系2、体系3及体系4老化实验前后的中压滤失量及高温高压滤失量均相对体系1降低,表明了有机硅交联淀粉降滤失剂具有优异的抗高温降滤失性能,当有机硅交联淀粉降滤失剂添加量为1%时就已经有了较好的降滤失效果,具体添加量可以根据实际情况进行增减。
(3)钻井液体系环保性能评价
参照SY/T 6788-2010《水溶性油田化学剂环境保护技术评价》对体系1-4钻井液体系进行环保性能评价,测试结果如表4所示。
表4加入降滤失剂所得钻井液体系环保性能数据表
从表4可以看出,体系1-4环保性能较好、易降解,对环境没有污染,EC50≥36000mg/L满足排放限制标准。
综上所述,本发明抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂在高温(200℃)老化后具有优异的降滤失性能,构建的抗高温环保型钻井液体系综合性能良好。
Claims (10)
1.一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)有机硅交联剂的制备
将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入溶剂中,调节体系pH至1-5后,在氮气保护下进行反应;反应完成后,将所得反应液除去溶剂,得到有机硅交联剂;
(2)抗高温有机硅交联淀粉降滤失的制备
向水中加入淀粉,进行糊化反应,得糊化淀粉溶液;将丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体加入到去离子水中,得单体溶液,调节单体溶液的pH至5-9后加入到糊化淀粉溶液中,加入步骤(1)中制备的有机硅交联剂,得混合反应液,通氮气除氧后,升温至反应温度,加入引发剂,热引发聚合反应;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂。
2.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1-1.2:1。
3.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述溶剂为去离子水和乙醇的混合溶液,混合溶液中去离子水和乙醇的体积比1-2:10;所述溶剂的体积与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的质量之比为22mL:1-5g;
步骤(1)中使用盐酸溶液调节体系的pH为1-5,优选的,使用盐酸溶液调节体系的pH为2-3;
步骤(1)中所述反应的温度为40-70℃,优选为50-60℃;所述反应的时间为4-8h,优选为5-6h。
4.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或两种以上的组合;
所述糊化反应的温度为60-90℃,优选为70-80℃;所述糊化反应的时间为1-4h,优选为2-3h;所述糊化淀粉溶液的质量分数为10-40%,优选为20-30%。
5.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或两种以上的组合;所述阴离子单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的一种或两种以上的组合;所述阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的质量比为1-5:1-2:1-2;所述单体溶液的总质量分数为10%-40%,优选为20-30%;
步骤(2)中使用质量分数为20-30%的NaOH水溶液调节单体溶液的pH至5-9。
7.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的总质量与淀粉的质量之比为1-5:5;所述有机硅交联剂的质量与淀粉、丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体的总质量之比为0.05-0.1:1。
8.根据权利要求1所述抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或两种以上的组合;所述引发剂的质量与丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体、淀粉的总质量之比为0.01-0.05:1,优选为0.02-0.03:1;
步骤(2)中所述反应温度为30-80℃,优选为50-70℃;所述聚合反应的时间为2-6h,优选为3-5h。
9.一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂,其特征在于,采用权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到。
10.权利要求9所述抗高温有机硅交联降滤失剂在水基钻井液中的应用,其特征在于,所述水基钻井液中抗高温有机硅交联降滤失剂的浓度为5-30g/L。
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