CN117683522A - 一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备及水基钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备及水基钻井液。所述淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂合成原料包括纳米锂皂石、淀粉、丙烯酸苯酯类化合物、烷基丙烯酰胺类化合物、硅烷偶联剂、引发剂、交联剂;所述水基钻井液包含有本发明的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。本发明合成的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂抗温能力优异,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。本发明所构建的水基钻井液体系综合性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及油田化学领域,具体涉及一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备及水基钻井液。
背景技术
随着现有社会对石油需求的不断旺盛,石油勘探开发的难度越来越大。目前,全球石油天然气的开采呈现向陆地深层发展的趋势,钻遇地层越来越复杂,这便对钻井工艺提出了更高的要求。钻井液工艺作为钻井工艺中重要的组成部分,其性能的好坏直接关系到钻井质量和钻井成本,甚至钻井成败。钻井液的滤失性能是钻井液的重要性能之一,直接影响到井壁的稳定性。在应用于深井的钻井液中加入抗高温的降滤失剂是维护钻井液良好滤失性能的主要手段,因此,研制耐温能力强的钻井液降滤失剂已成为世界各国钻井液工作者研究的主要课题。
淀粉是植物经光合作用而形成的天然高分子,其产量仅次于纤维素,是植物储存能量的形式之一。它来源广泛、价格低廉,是取之不尽用之不竭的纯天然可再生资源。随着人口剧增和石油资源的紧缺,人类同时面临着资源与环境的双重压力,因此对以淀粉为代表的天然高分子进行开发和利用将日益紧迫。
由于淀粉分子中的羟基的可反应性,可以通过醚化、交联、酯化、氧化和接枝共聚改性等途径赋予其新的性能。淀粉改性产物因其价格低廉、来源丰富,且绿色环保而成为重要的油田化学品之一。作为钻井液处理剂,因其具有强的抗盐性,可作为饱和盐水钻井液的降滤失剂,但该类处理剂抗温能力差,对钻井液体系粘度影响较大,在井底温度高时容易发酵,一般仅能用于130℃以下,限制了其进一步推广。
纳米锂皂石具有特殊的触变性、增稠性、导电性和吸附性。此外,合成锂皂石悬浮液具有稳定的凝胶结构和剪切稀化行为,优异的抑制、阻断能力和耐温性。锂皂石的优异性能使其在化学工程、环境保护、能源和医学科学领域中得到了广泛的研究应用,但在钻井液中的应用研究较少,且尚未见淀粉复合纳米锂皂石做钻井液用降滤失剂的报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的水基钻井液用淀粉降滤失剂所存在的抗温能力差,对钻井液体系粘度影响较大的问题,提供一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备及水基钻井液。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备方法,该方法包括:
(1)改性纳米锂皂石的制备
将纳米锂皂石在搅拌作用下加入到乙醇的分散液中,分散时间1h;然后在恒温水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入硅烷偶联剂,进行搅拌反应;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复3-5次;最后置于70-80℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石。
(2)淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备
首先,将淀粉加入到去离子水中,持续搅拌并加热升温,进行糊化反应,得糊化淀粉溶液;再将氢氧化钠、丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧20-30min后,升温至合适温度,加入引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物、交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
本发明第三方面提供前述第二方面所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂在水基钻井液中作为降滤失剂的应用。
本发明第四方面提供一种水基钻井液,该水基钻井液含有前述第二方面所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
通过上述技术方案,本发明能够获得如下有益效果:
(1)本发明的降滤失剂中引入了通过特定的硅烷偶联剂制备得到的改性纳米锂皂石,改性纳米锂皂石作为单体和淀粉的共同物理交联点,同时还利用化学交联剂,共同进行交联,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,进而提高了淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的耐温性能。
(2)本发明合成的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂抗温能力优异,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。
(3)本发明提供的水基钻井液含有前述淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,该水基钻井液具有良好的流变与滤失性能,抗温能力高,适应性强,且无生物毒性,可以生物降解。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提供一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备方法,该方法包括:
(1)改性纳米锂皂石的制备
将纳米锂皂石在搅拌作用下加入到乙醇的分散液中,分散时间1h;然后在恒温水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入硅烷偶联剂,进行搅拌反应;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复3-5次;最后置于70-80℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石。
(2)淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备
首先,将淀粉加入到去离子水中,持续搅拌并加热升温,进行糊化反应,得糊化淀粉溶液;再将氢氧化钠、丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧20-30min后,升温至合适温度,加入引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物、交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
根据本发明优选的,在步骤(1)中,所述反应的温度为40-70℃,进一步优选为50-60℃;所述搅拌反应的时间为4-8h,进一步优选为5-6h。
根据本发明优选的,在步骤(1)中,所述纳米锂皂石为片状颗粒,平均厚度为1nm-10nm,平均直径为25nm-80nm;
根据本发明优选的,在步骤(1)中,所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和乙烯基三甲氧基硅烷(A171)中的至少一种;
根据本发明优选的,在步骤(1)中,以所述纳米锂皂石的重量为基准,所述硅烷偶联剂的用量为0.1-1重量%,进一步优选,以所述纳米锂皂石的重量为基准,所述硅烷偶联剂的用量为0.1-0.5重量%。
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)中所述混合混合溶液的pH为5-9,进一步优选为6-8;所述引发反应温度为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。
根据本发明优选的,在步骤(2)中,所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢中的一种;所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、双环戊二烯丙烯酸酯(DCPA)中的一种。
根据本发明优选的,在步骤(2)中,所述淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物、改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物的质量比为(4-10):1:1:2:(5-12),优选为(6-10):1:1:2:(7-10);
根据本发明优选的,在步骤(2)中,所述引发剂的加量为淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物三种单体总重量的1%-3%;
根据本发明优选的,在步骤(2)中,所述交联剂的加量为淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物、改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物五种单体总重量的0.1%-1%;
本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂抗温能力优异,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。
本发明第三方面提供前述第二方面所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂在水基钻井液中作为降滤失剂的应用。
本发明第四方面提供一种水基钻井液,该水基钻井液含有前述第二方面所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
根据本发明优选的,所述水基钻井液包括如下组分:水100重量份、膨润土2~5重量份、碱度调节剂0.3~1.0重量份、淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂2~5重量份、降粘剂2~5重量份、纳米封堵剂1~5重量份、高温保护剂0.5~1重量份、无机盐0.5~1重量份和与加重至所需密度相适应的加重材料。
根据本发明,所述水基钻井液在满足上述组成的基础上,优选地,所述水基钻井液包括如下组分:水100重量份、膨润土3~4重量份、碱度调节剂0.5~1重量份、淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂3~4重量份、降粘剂3~4重量份、纳米封堵剂2~4重量份、高温保护剂0.5~1重量份、无机盐0.5~1重量份和与加重至所需密度相适应的加重材料。
根据本发明,所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的至少一种,进一步优选为钠基膨润土。在本发明中,所述膨润土可以采用本领域常规的方法自制获得,也可以采用常规的商购牌号产品,本发明对此没有特别的限定;
根据本发明,所述碱度调节剂优选为碳酸钠/氢氧化钠。当所述碱度调节剂优选为碳酸钠/氢氧化钠的混合物时,本发明对所述混合物中物质的比例没有特殊的限定,采用任意比例的混合物均可;
根据本发明,所述降粘剂可以采用本领域技术人员熟知的可用于制备水基钻井液的降粘剂,本发明对其限定范围较宽,所述降粘剂选自铁铬木质素磺酸盐或磺化褐煤,进一步优选为铁铬木质素磺酸盐。在本发明中,所述降粘剂可以采用常规的商购牌号产品,本发明对此没有特别的限定;
根据本发明,所述纳米封堵剂可以采用本领域常规的用于水基钻井液的纳米封堵剂,本发明对其限定范围较宽。优选地,所述纳米封堵剂选自纳米石墨烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅,进一步优选为纳米石墨烯。在本发明中。在本发明中,所述纳米封堵剂可以采用本领域常规的方法自制获得,也可以采用常规的商购牌号产品,本发明对此没有特别的限定;
根据本发明,优选地,所述高温保护剂为Span-80或聚丙烯酸钠,进一步优选为聚丙烯酸钠。在本发明中,所述降粘剂可以采用常规的商购牌号产品,本发明对此没有特别的限定;
根据本发明,所述纳米封堵剂可以采用本领域常规的用于水基钻井液的纳米封堵剂,本发明对其限定范围较宽。优选地,所述无机盐为氯化钾。在本发明中,所述纳米封堵剂可以采用本领域常规的方法自制获得,也可以采用常规的商购牌号产品,本发明对此没有特别的限定;
根据本发明,可以采用本领域常规的钻井液用加重剂,优选地,所述加重剂选自API重晶石、超细硫酸钡、磁铁矿粉、钛铁矿粉和四氧化三锰中的至少一种,进一步优选为API重晶石。
根据本发明,在没有特别说明的情况下,所用材料均采用普通市售产品。
本发明提供的水基钻井液含有前述淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,该水基钻井液具有良好的流变与滤失性能,抗温能力高,适应性强,且无生物毒性,可以生物降解。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下制备例、实施例和对比例中,
制备例1
(1-1)将2g纳米锂皂石在搅拌作用下加入到40mL乙醇的分散液中,分散时间1h;然后在恒温50℃水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷50mL,进行搅拌反应5h;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复4次;最后置于75℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石。
(1-2)首先,将5g玉米淀粉加入到50mL去离子水中,持续搅拌2h并加热升温60℃,进行糊化反应2h,得糊化淀粉溶液;再将30%氢氧化钠25mL、0.75g丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH至6后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧30min后,升温至50℃,加入0.08g引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的0.3g改性纳米锂皂石、3.5g烷基丙烯酰胺类化合物、0.05g交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应3h;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂(记为S1)。
制备例2
(2-1)将3g纳米锂皂石在搅拌作用下加入到50mL乙醇的分散液中,分散时间2h;然后在恒温60℃水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷80mL,进行搅拌反应6h;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复5次;最后置于80℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石。
(2-2)首先,将5g木薯淀粉加入到50mL去离子水中,持续搅拌并加热升温80℃,进行糊化反应3h,得糊化淀粉溶液;再将30%氢氧化钠30mL、0.9g丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH至8后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧20min后,升温至70℃,加入0.1g引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的0.3g改性纳米锂皂石、5g烷基丙烯酰胺类化合物、0.04g交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应5h;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂(记为S3)。
制备例3
(3-1)将1.5g纳米锂皂石在搅拌作用下加入到30mL乙醇的分散液中,分散时间0.5h;然后在恒温45℃水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷20mL,进行搅拌反应4h;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复3次;最后置于70℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石。
(3-2)首先,将5g马铃薯淀粉加入到50mL去离子水中,持续搅拌1.5h并加热升温60℃,进行糊化反应1.5h,得糊化淀粉溶液;再将30%氢氧化钠20mL、0.6g丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH至5后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧25min后,升温至50℃,加入0.04g引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的0.1g改性纳米锂皂石、2g烷基丙烯酰胺类化合物、0.02g交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应2h;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂(记为S2)。
实施例1
在80℃环境下,量取100份的自来水,在低速1000r/min电动搅拌下边搅边加入3份膨润土,搅拌5min后加入0.5份碱度调节剂,继续搅拌30min后静置24h后得到4%的基浆;取前述的混合物,在转速为3000r/min的高速搅拌器中搅拌10min后,每隔10min依次加入3份降粘剂,2份纳米封堵剂,0.5份高温保护剂,0.5份无机盐,3份降滤失剂S1,制得水基钻井液,该钻井液的pH为8.5,密度为1.20g/cm3(记为F1)。
实施例2-3
按照实施例1的方法,区别在于,分别采用S2、S3作为封堵剂,其他条件均同实施例1。得到水基钻井液(分别记为F2、F3)。
实施例4
在80℃环境下,量取100份的自来水,在低速1000r/min电动搅拌下边搅边加入4份膨润土,搅拌5min后加入1份碱度调节剂,继续搅拌30min后静置24h后得到4%的基浆;取前述的混合物,在转速为3000r/min的高速搅拌器中搅拌10min后,每隔10min依次加入4份降粘剂,4份纳米封堵剂,1份高温保护剂,1份无机盐,4份降滤失剂S1,制得水基钻井液,该钻井液的pH为8.5,密度为1.20g/cm3(记为F4)。
实施例5-6
按照实施例4的方法,区别在于,分别采用S2、S3作为封堵剂,其他条件均同实施例4。得到水基钻井液(分别记为F5、F6)。
实施例7
在80℃环境下,量取100份的自来水,在低速1000r/min电动搅拌下边搅边加入2份膨润土,搅拌5min后加入0.3份碱度调节剂,继续搅拌30min后静置24h后得到4%的基浆;取前述的混合物,在转速为3000r/min的高速搅拌器中搅拌10min后,每隔10min依次加入2份降粘剂,1份纳米封堵剂,0.3份高温保护剂,0.3份无机盐,2份降滤失剂S1,制得水基钻井液,该钻井液的pH为8.5,密度为1.20g/cm3(记为F7)。
实施例8-9
按照实施例7的方法,区别在于,分别采用S2、S3作为封堵剂,其他条件均同实施例7。得到水基钻井液(分别记为F8、F9)。
对比例1
按照实施例1的方法,区别在于,不加入滤失剂S1,其他条件同实施例1。得到水基钻井液(记为DF1)。
对比例2
按照实施例1的方法,区别在于,采用未改性的纳米锂皂石作为滤失剂,其他条件同实施例1。得到水基钻井液(记为DF2)。
对比例3
按照实施例2的方法,区别在于,采用未改性的纳米锂皂石作为滤失剂,其他条件同实施例2。得到水基钻井液(记为DF3)。
对比例4
按照实施例3的方法,区别在于,采用未改性的纳米锂皂石作为滤失剂,其他条件同实施例3。得到水基钻井液(记为DF4)。
对比例5
按照实施例1的方法,区别在于,将S1替换为未加入的改性纳米锂皂石的滤失剂,其他条件同实施例1。得到水基钻井液(记为DF5)。
对比例6
按照实施例1的方法,区别在于,将S1替换为市售滤失剂,其他条件同实施例1。得到水基钻井液(记为DF6)。
测试例
对实施例1-9制备的水基钻井液F1-F9以及对比例1-6制备的水基钻井液DF1-DF6,10000r/min搅拌20min后将浆液放入老化罐中,将老化罐置于高温滚子加热炉中,并在200℃下热滚16h,热滚后待浆液冷却至室温,10000r/min搅拌10min测试浆液性能,按《GB/T16783.1-2006钻井液现场测试》规定,用ZNS-2型钻井液失水仪测定中压滤失量,评价结果如表1所示。
表1
从表1的数据可以看出:本发明淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂具有显著的优点:纳米改性锂皂石的加入不仅加强了对聚合物的交联,限制了分子链的自由移动,进一步提高了聚合物的抗温性,因此本发明能够抗200℃,老化后仍然具有优异的降滤失效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备及水基钻井液,其特征在于,该方法包括:
(1)改性纳米锂皂石的制备
将纳米锂皂石在搅拌作用下加入到乙醇的分散液中,分散时间1h;然后在恒温水浴条件下,边搅拌边向分散液中加入硅烷偶联剂,进行搅拌反应;然后将反应产品抽滤,并用无水乙醇洗涤,反复3-5次;最后置于70-80℃条件下真空干燥,研磨得到改性纳米锂皂石;
(2)淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂的制备
首先,将淀粉加入到去离子水中,持续搅拌并加热升温,进行糊化反应,得糊化淀粉溶液;再将氢氧化钠、丙烯酸苯酯类化合物加入到去离子水中,得到混合溶液,调节混合溶液的pH后加入糊化淀粉溶液中,通氮气除氧20-30min后,升温至合适温度,加入引发剂,进行引发反应;最后再加入步骤(1)中制备的改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物、交联剂加入糊化淀粉溶液中,得混合反应液,进行聚合反应;反应结束后,所得产物经干燥、粉碎,即得淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
2.根据权利要求1所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,其特征在于,在步骤(1)中,所述纳米锂皂石为片状颗粒,平均厚度为1nm-10nm,平均直径为25nm-80nm;
优选地,所述反应的温度为40-70℃,进一步优选为50-60℃;所述搅拌反应的时间为4-8h,进一步优选为5-6h。
3.根据权利要求1所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,其特征在于,在步骤(1)中,所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和乙烯基三甲氧基硅烷(A171)中的至少一种;
优选地,以所述纳米锂皂石的重量为基准,所述硅烷偶联剂的用量为0.05-1重量%;
优选地,以所述纳米锂皂石的重量为基准,所述硅烷偶联剂的用量为0.05-0.5重量%。
4.根据权利要求1所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,其特征在于,在步骤(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;所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢中的一种;所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、双环戊二烯丙烯酸酯(DCPA)中的一种。
5.根据权利要求1所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,其特征在于,在步骤(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%;所述混合混合溶液的pH为5-9,进一步优选为6-8;所述引发反应温度为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。
6.根据权利要求1所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂,其特征在于,在步骤(2)中,所述淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物、改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物的质量比为(4-10):1:1:2:(5-12),优选为(6-10):1:1:2:(7-12);
所述引发剂的加量为淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物三种单体总重量的1%-3%;
所述交联剂的加量为淀粉、氢氧化钠、丙烯酸酯类化合物、改性纳米锂皂石、烷基丙烯酰胺类化合物五种单体总重量的0.1%-1%。
7.一种水基钻井液,其特征在于,所述钻井液中添加有权利要求1-4任一所述的淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂。
8.一种水基钻井液,其特征在于,其中,所述水基钻井液包括如下组分:水100重量份、膨润土2~5重量份、碱度调节剂0.3~1.0重量份、淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂2~5重量份、降粘剂2~5重量份、纳米封堵剂1~5重量份、高温保护剂0.5~1重量份、无机盐0.5~1重量份和与加重至所需密度相适应的加重材料;
优选地,所述水基钻井液包括如下组分:水100重量份、膨润土3~4重量份、碱度调节剂0.5~1重量份、淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂3~4重量份、降粘剂3~4重量份、纳米封堵剂2~4重量份、高温保护剂0.5~1重量份、无机盐0.5~1重量份和与加重至所需密度相适应的加重材料。
9.根据权利要求5或6所述的水基钻井液,其中,所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的至少一种,进一步优选为钠基膨润土;
优选地,所述碱度调节剂优选为碳酸钠/氢氧化钠。当所述碱度调节剂优选为碳酸钠/氢氧化钠的混合物时,本发明对所述混合物中物质的比例没有特殊的限定,采用任意比例的混合物均可;
优选地,所述淀粉/改性纳米锂皂石复合降滤失剂根据权利要求1至4所述制备步骤制成;
优选地,所述降粘剂为铁铬木质素磺酸盐或磺化褐煤,进一步优选为铁铬木质素磺酸盐;
优选地,所述纳米封堵剂为石墨烯;
优选地,所述高温保护剂为Span-80或聚丙烯酸钠,进一步优选为聚丙烯酸钠;
优选地,所述无机盐为氯化钾;
优选地,所述加重剂选自API重晶石、超细硫酸钡、磁铁矿粉、钛铁矿粉和四氧化三锰中的至少一种,进一步优选为API重晶石。
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