專利名稱：一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，屬于水溶性高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
:淀粉改性產(chǎn)品價(jià)格低廉、來源豐富，是一種重要的油田化學(xué)品。作為鉆井液處理齊U，因其具有較強(qiáng)的抗鹽性可作為飽和鹽水鉆井液的降濾失劑，但其抗溫能力差，井底溫度高時(shí)易發(fā)酵，僅適用于130°C以下，限制了其推廣，丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、丙烯酸等多元共聚物雖具有較好的抗溫性，但成本較高，不利于推廣。而淀粉接枝共聚物兼具淀粉的抗鹽性能和聚合物產(chǎn)品的抗溫性，且成本低，符合鉆井液處理劑發(fā)展的需要，因此鉆井液用淀粉接枝共聚物的研究逐漸增加。《精細(xì)石油化工進(jìn)展》2003年第2期公開了一種AM/AA-淀粉接枝共聚物降濾失劑，作為鉆井液處理劑具有較好的降濾失、抗溫、抗鹽和抗鈣、鎂污染能力。《山東科學(xué)》2008年第3期公開了一種AM/AN/AA/淀粉四元接枝共聚物處理劑，在淡水鉆井液、飽和鹽水鉆井液和復(fù)合鹽水鉆井液中均具有優(yōu)良的降濾失作用和較好的耐溫(抗溫彡150°C )、抗鹽(抗NaCl至飽和)和抗鈣(彡20%)離子污染的能力，并對泥頁巖具有較強(qiáng)的抑制包被性。但已經(jīng)公開的成果中淀粉接枝共聚物降濾失劑均為粉劑，由于粉狀處理劑使用時(shí)直接加入鉆井液中，不僅不能均勻加入，且溶解速度慢，如果溶解時(shí)間大于鉆井液循環(huán)周期，沒有溶解或溶脹的聚合物顆粒，會從振動篩篩出，甚至糊篩，因此在使用時(shí)必須先配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5% 2%的膠液，在配膠液時(shí)，不僅增加工作量，且會使產(chǎn)品剪切降解，不僅使用不方便，還會影響產(chǎn)品使用效果
發(fā)明內(nèi)容
:
本發(fā)明的目的是為了充分利用來源豐富的淀粉資源，發(fā)揮丙烯酰胺、AMPS聚合物的耐溫抗鹽能力，提供了一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法。一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，包括以下步驟，其中各原料的量可以同比例進(jìn)行調(diào)整:(I)將11.0 14.7克的乳化劑失水山梨醇油酸酯加入120 170毫升白油中，攪拌溶解并通氮10 15min得到油相；(2)將4.25 7.15克的氫氧化鉀溶解在140 160毫升水中，然后慢慢加入15 25克的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加入35 65克丙烯酰胺、5 10克乙烯基單體、5 10克陽離子單體、1.85 3.70克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005 0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10 30克淀粉，攪拌均勻后得水相；(3)將步驟(2)所得的水相慢慢加入步驟(I)所得的油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值至8 10,通氮10 15min后,加入0.075
0.45克引發(fā)劑和0.075 0.225克還原劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至35 45°C，在此溫度下保溫反應(yīng)2 4小時(shí)，然后再將溫度升至50 70°C，保溫反應(yīng)1.5 5小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。所述的乙烯基單體是乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲酰胺或乙烯基咪唑。所述的陽離子單體是甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨。所述的引發(fā)劑是過硫酸銨或過硫酸鉀。所述的還原劑是亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。

本發(fā)明的有益效果是:(I)由于本發(fā)明分子中既含有陰離子、非離子基團(tuán)，又含有陽離子基團(tuán)，產(chǎn)品不僅具有較強(qiáng)抗溫抗鹽和高價(jià)金屬離子能力，且具有較好的防塌抑制能力，乳液中油相及乳化劑還可以提高鉆井液的潤滑性。(2)本發(fā)明不僅具有良好的降濾失、增粘、調(diào)流型、抑制黏土和鉆屑的水化分散能力，而且可以改善濾餅質(zhì)量，提高鉆井液潤滑性，有利于降低鉆井液的處理費(fèi)用，適用于各種類型的水基鉆井液。(3)本發(fā)明以乳液形式，在鉆井液中分散溶解速度快(小于5分鐘)，作用效果好，用量小，穩(wěn)定性好，使用方便。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:實(shí)施例1將11克失水山梨醇油酸酯加入120毫升白油中，攪拌溶解并通氮IOmin得到油相。將4.25克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然后慢慢加入15克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加65克丙烯酰胺、5克乙烯基吡咯烷酮、5克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1.85克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.0075克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10克淀粉，攪拌均勻后得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值至8，通氮12min后，加入0.075克引發(fā)劑過硫酸銨和0.075克還原劑亞硫酸氫鈉(提前溶解于適量的水中)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應(yīng)2小時(shí)，然后再將溫度升至50°C，保溫反應(yīng)1.5小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。實(shí)施例2將14.7克失水山梨醇油酸酯加入170毫升白油中，攪拌溶解并通氮15min得到油相。將7.15克氫氧化鉀溶解在160毫升的水中，然后慢慢加入25克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加35克丙烯酰胺、5克乙烯基甲酰胺、5克丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、3.7克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、30克淀粉，攪拌均勻后得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值至10，通氮IOmin后，加入0.45克引發(fā)劑過硫酸銨和0.225克還原劑亞硫酸氫鈉(提前溶解于適量的水中)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至35°C，在此溫度下保溫反應(yīng)4小時(shí)，然后再將溫度升至70°C，保溫反應(yīng)5小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。
實(shí)施例3將13.75克失水山梨醇油酸酯加入160毫升白油中，攪拌溶解并通氮14min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在160毫升的水中，然后慢慢加入20克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加40克丙烯酰胺、10克乙烯基咪唑、5克二甲基二烯丙基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005克乙二胺四乙酸二鈉鹽、25克淀粉，攪拌均勻后得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值至9，通氮15min后，加入0.35克引發(fā)劑過硫酸鉀和0.175克還原劑硫代硫酸鈉(提前溶解于適量的水中)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至40°C，在此溫度下保溫反應(yīng)3.5小時(shí)，然后再將溫度升至65°C，保溫反應(yīng)4小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。實(shí)施例4將12.8克失水山梨醇油酸酯加入150毫升白油中，攪拌溶解并通氮13min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然后慢慢加入20克2-丙烯酰胺基_2_甲基丙烷磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加45克丙烯酰胺、5克乙烯基吡咯烷酮、10克二甲基二烯丙基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.0085克乙二胺四乙酸二鈉鹽、20克淀粉，攪拌均勻后得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)PH值至8.5，通氮Ilmin后，加入0.25克引發(fā)劑過硫酸銨和0.125克還原劑焦亞硫酸鈉(提前溶解于適量的水中)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應(yīng)3小時(shí)，然后再將溫度升至60°C，保溫反應(yīng)5小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相 乳液。實(shí)施例5將13.75克失水山梨醇油酸酯加入170毫升白油中，攪拌溶解并通氮12min得到油相。將5.68克氫氧化鉀溶解在140毫升的水中，然后慢慢加入20克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加50克丙烯酰胺、10克乙烯基吡咯烷酮、10克甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、2.75克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、15克淀粉，攪拌均勻后得水相。將水相慢慢加入油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%的氫氧化鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值至9，通氮13min后，加入0.15克引發(fā)劑過硫酸銨和0.075克還原劑亞硫酸鈉(提前溶解于適量的水中)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至45°C，在此溫度下保溫反應(yīng)3小時(shí)，然后再將溫度升至55°C，保溫反應(yīng)3小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，其特征是:包括以下步驟，其中各原料的量可以同比例進(jìn)行調(diào)整: (1)將11.0 14.7克的乳化劑失水山梨醇油酸酯加入120 170毫升白油中，攪拌溶解并通氮10 15min得到油相； (2)將4.25 7.15克的氫氧化鉀溶解在140 160毫升水中，然后慢慢加入15 25克的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，待其加完后降溫至室溫，在攪拌下加入35 65克丙烯酰胺、5 10克乙烯基單體、5 10克陽離子單體、1.85 3.70克聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、0.005 0.015克乙二胺四乙酸二鈉鹽、10 30克淀粉，攪拌均勻后得水相； (3)將步驟(2)所得的水相慢慢加入步驟(I)所得的油相中，充分乳化后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值至8 10,通氮10 15min后，加入0.075 0.45克引發(fā)劑和0.075 0.225克還原劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫至35 45°C，在此溫度下保溫反應(yīng)2 4小時(shí)，然后再將溫度升至50 70°C，保溫反應(yīng)1.5 5小時(shí)，降溫、放料，過濾即得到鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，其特征是:所述的乙烯基單體是乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲酰胺或乙烯基咪唑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，其特征是:所述的陽離子單體是甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，其特征是:所述的引發(fā)劑是過硫酸銨或過硫酸鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，其特征是:所述的還原劑是亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液的制備方法，包括以下步驟將乳化劑失水山梨醇油酸酯加入白油中，攪拌溶解并通氮得油相；將氫氧化鉀溶解在水中，加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、乙烯基單體、陽離子單體、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、乙二胺四乙酸二鈉鹽、淀粉，攪拌得水相；將水相加入油相中，充分乳化，調(diào)節(jié)pH值，通氮，加入引發(fā)劑和還原劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌升溫、保溫、降溫、放料，過濾即得鉆井液用淀粉接枝共聚物反相乳液。本產(chǎn)品作為鉆井液處理劑，具有良好的降濾失、增粘、調(diào)流型、抑制黏土和鉆屑的水化分散能力，可改善濾餅質(zhì)量，提高鉆井液潤滑性，降低鉆井液處理費(fèi)用，適用于各種類型的水基鉆井液。
文檔編號C08F251/00GK103113524SQ20131005138
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月16日
發(fā)明者王中華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院