专利名称：一种多功能降滤失剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于钻井液用降滤失剂技术领域，具体涉及一种多功能降滤失剂及其制备方法。
背景技术：
在钻井过程中，经常遇到大段盐岩层，是由于有大量的NaCl溶解于钻井液中，使钻井液的粘度、切力升高，滤失量剧增，使钻井工作难以继续。降滤失剂又称为滤失控制剂、降失水剂。降滤失剂作为一种钻井液处理剂，要求其在含有盐、钙环境中，仍然能保持好的降滤失能力。加入降滤失剂的目的，就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量。
降滤失剂是钻井液处理剂的重要剂种，根据其来源主要分为纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类、淀粉类和树脂类等。在市场上，抗盐降滤失剂大多以有机聚合物为主，加入一些无机化合物、辅助聚合物等，其原料价格较高，合成工艺复杂且不太完善，反应条件要求严格，后处理成本高，产品性价比较低，难以推广应用。随着目前钻井工业的发展，钻井工程中遇到的问题越来越多。钻井作业对钻井液处理剂的要求越来越高，随着勘探开发领域的扩展，钻井技术日趋复杂化，同时由于环保法规要求日趋严格等因素对钻井液的性能提出了更高的要求。当前，如何有效地预防粘土水化膨胀、稳定井壁和保护油气层等技术的研究正日益成为人们的研究重点。因此，为了兼顾探井、生产井和环境保护等方面的要求，开发性能优异且满足日益严格的环保法规要求、并具有优良配伍性与价格适当的多功能钻井液添加剂有着广阔前景。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种能兼顾价格及良好降滤失效果和配伍性的多功能降滤失剂，且该降滤失剂具抗温、抗盐、防塌、润滑等特点。本发明的另一个目的是提供上述多功能降滤失剂的制备方法，该方法生产工艺简单，条件温和，转化率高，成本低，且绿色环保。为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种多功能降滤失剂，包括以下重量份的原料
改性淀粉20- 60;
聚合醇10-30;
聚丙稀酸盐30 - 70; 季铵盤型阳离子表面活性剂 O. 05 ~ I. O。进一步，原料及重量份数为改性淀粉40- 50;
聚合醇15-25;
聚丙烯酸盐35~50;
季铵盐型阳离子表面活性剂 O. I - O. 5。 进一步，所述改性淀粉选自预糊化淀粉、羧甲基淀粉和抗温淀粉中的一种或多种。再进一步,所述改性淀粉由30 60wt%预糊化淀粉、10 40界1:%的羧甲基淀粉和10 50wt%的抗温淀粉组成。进一步，所述聚合醇为聚乙二醇或聚丙二醇，用于调节产品的抑制性，起到防塌、润滑井壁的作用。聚合醇优选为聚乙二醇。进一步，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酸钾。进一步，所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵。本发明公开的上述多功能降滤失剂的制备方法，包括以下步骤(I)称取所需重量份数的原料；(2)用溶剂水将季铵盐型阳离子表面活性剂配制成5 20wt%的溶液；(3)将改性淀粉、聚丙烯酸盐加入到反应器中；在搅拌状态下，喷水使物料润湿分散，缓慢加入聚合醇，搅拌5 15min，使物料混合均匀，然后，将步骤(2)制得的季铵盐型阳离子表面活性剂溶液均匀地加入到反应器中，升温至50 80°C之间，搅拌反应I 2h，得反应产物；(4)将步骤(3)的反应产物干燥，粉碎，即得产品。进一步，步骤(3)中，将所有原料加入反应器进行反应时，反应体系中水分含量为15 25wt% ;反应器采用循环水浴加热；反应器中温度保持在50 65°C之间；反应时间为I. 5 2h。进一步，步骤(4)中，用流化床对反应产物进行干燥，使产品含水率为8 15wt%;用粉碎机对干燥后的反应产物进行粉碎，颗粒过60目筛，筛下的颗粒为最终产品，粒径小于60目。本发明的有益效果如下I)本发明提供的多功能抗盐防塌降滤失剂，降滤失效果好，抗盐抗钙，可用于钙离子泥浆中；分散性好，配伍性好，还具有抑制页岩、防塌、润滑等作用，有利于钻井作业的进行。2)本发明提供的多功能抗盐防塌降滤失剂，无毒，对环境无污染，属环保型产品。3)本发明提供的方法，其生产工艺简单，条件温和，转化率高，成本低，无后处理，无三废，因而绿色环保。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步描述。实施例中，I重量份代表lg。wt%表示重量百分比。实施例中所使用的药品和试剂均可自市场购得。
实施例I原料中各组分用量如表I所示。制备方法如下按以下表I所示用量称取各种原料，将预糊化淀粉、羧甲基淀粉和抗温淀粉混合均匀，全部作为改性淀粉使用；将表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵配制成10wt%的水溶液；将改性淀粉、聚丙烯酸钠加入到反应器中，在搅拌状态下，喷入适量的水，使物料润湿分散即可，缓慢加入聚乙二醇，搅拌约lOmin，使物料混合均匀，然后将十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液均匀地加入到反应器中，反应体系水分含量为20wt% ;反应器以循环水加热，升温至55°C，搅拌反应2h，得反应产物；将所得反应产物在流化床中干燥至含水率为13wt%,然后粉碎，颗粒过60目筛，筛下的颗粒即为本发明的产品。
实施例2 按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是用聚丙二醇代替聚乙二醇，用十二烷基三甲基氯化铵代替十二烷基二甲基苄基氯化铵；十二烷基三甲基氯化铵溶液的浓度为20wt% ;反应体系水分含量为23wt% ;反应器温度保持在50°C，反应2h。实施例3按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是用聚丙烯酸钾代替聚丙烯酸钠，用十六烷基三甲基氯化铵代替十二烷基二甲基苄基氯化铵；十六烷基三甲基氯化铵溶液的浓度为15wt% ;反应体系水分含量为15wt% ;反应器温度保持在60°C，反应I. 5h。实施例4按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是用十六烷基三甲基氯化铵代替十二烷基二甲基苄基氯化铵；反应器温度保持在70°C，反应lh。实施例5按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是用聚丙烯酸钾代替聚丙烯酸钠；反应器温度保持在80V，反应lh。实施例6按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是改性淀粉选用预糊化淀粉。实施例7按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是改性淀粉选用预糊化淀粉和羧甲基淀粉的混合物，二者重量比为1:1。实施例8按以下表I中指定的各组分用量重复实施例I的方法，不同的是改性淀粉选用抗温淀粉。表I
权利要求
1.一种多功能降滤失剂，其特征在于，包括以下重量份的原料改性淀粉20-60;聚合醇10 ~ 30;聚丙晞酸盐30 - 70;季铵盐型阳离子表面活性剂 O. 05-1. O。
2.根据权利要求I所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，原料及重量份数为改性淀粉40 - 50;聚合醇〗5~25; 聚丙婦酸盐35 ~ 50; 季铵盐型阳离子表面活性剂 O. I ~ O. 5。
3.根据权利要求I或2所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，所述改性淀粉选自预糊化淀粉、羧甲基淀粉和抗温淀粉中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，所述改性淀粉由30 60wt%预糊化淀粉、10 40wt%的羧甲基淀粉和10 50wt%的抗温淀粉组成。
5.根据权利要求I或2所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，所述聚合醇为聚乙二 醇或聚丙二醇。
6.根据权利要求I或2所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酸钾。
7.根据权利要求I或2所述的一种多功能降滤失剂，其特征在于，所述季铵盐型阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵。
8.权利要求1-7任一所述的一种多功能降滤失剂的制备方法，包括以下步骤 (1)称取所需重量份数的原料； (2)用溶剂水将季铵盐型阳离子表面活性剂配制成5 20wt%的溶液； (3)将改性淀粉、聚丙烯酸盐加入到反应器中；在搅拌状态下，喷水使物料润湿分散，缓慢加入聚合醇，搅拌5 15min，使物料混合均匀，然后，将步骤(2)制得的季铵盐型阳离子表面活性剂溶液均匀地加入到反应器中，升温至50 80°C之间，搅拌反应I 2h，得反应产物； (4)将步骤(3)的反应产物干燥，粉碎，即得产品。
9.根据权利要求8所述的一种多功能降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将所有原料加入反应器进行反应时，反应体系中水分含量为15 25wt% ;反应器采用循环水浴加热；反应器中温度保持在50 65°C之间；反应时间为I. 5 2h。
10.根据权利要求8所述的一种多功能降滤失剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，用流化床对反应产物进行干燥，使产品含水率为8 15wt% ;用粉碎机对干燥后的反应产物进行粉碎，粒径小于60目。
全文摘要
本发明公开了一种多功能降滤失剂，包括20～60重量份的改性淀粉、10～30重量份的聚合醇、30～70重量份的聚丙烯酸盐以及0.05～1.0重量份的季铵盐型阳离子表面活性剂。本发明还公开了上述多功能降滤失剂的制备方法。本发明提供的多功能降滤失剂具有良好降滤失效果和配伍性，且价格便宜，并具有抗温、抗盐、防塌、润滑等特点。本发明的方法，生产工艺简单，条件温和，转化率高，成本低，无后处理，无三废，因而绿色环保。
文档编号C09K8/035GK102775969SQ20121025655
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者冯理琼, 孙保明, 权换哲 申请人:北京中科日升科技有限公司