一种钻井液用改性淀粉降滤失剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水基钻井液用降滤失剂及其制备方法，具体涉及一种钻井液用改 性淀粉降滤失剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国粮食产量的不断增加，天然淀粉来源丰富，价格便宜，为研发低成本、环 境友好的钻井液用降滤失剂提供了一条有效的、全新的途径。国内外将改性淀粉用于钻井 液处理剂进行了大量研宄，特别是改性淀粉用于降滤失剂和提粘剂取得长足进展，也在不 同油气田钻探中取得了大量成果。文献报道改性淀粉降失水、防塌效果好，加之其突出的 抗盐能力，已被公认为盐水及饱和盐水钻井液的优质降失水剂，并逐步成为钻井液主要处 理剂品种之一，有关钻井液用改性淀粉的研宄与开发已引起越来越多钻井工作者的高度重 视。
[0003] 鄂尔多斯盆地长庆油田常规井、探井钻井过程中，目前使用的钻井液用降滤失剂 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。
[0004] 近年来长庆油田油气当量实现5000万吨/年的宏伟目标，为了在"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，对钻井液用降滤失剂的用量剧增，使得以天然高分子原材料研宄 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】
[0005] 本发明的目的是提供一种钻井液用改性淀粉降滤失剂及其制备方法满足油田规 模开发过程安全钻井、保护产层、保护环境等对钻井液降滤失剂的要求。
[0006] 本发明的技术方案是提供了一种钻井液用改性淀粉降滤失剂，由以下重量百分比 的组分构成：60%~80%的天然淀粉，3%~4%的溴乙酸，5%~15%的工业酒精，2%~ 7%的氢氧化钠，0. 1 %~0. 5%的二亚乙基三胺，0. 5%~1. 0%的冰醋酸，剩余量为水。
[0007] 上述溴乙酸重量为天然淀粉重量的5. 0%。
[0008] 优选地，钻井液用改性淀粉降滤失剂由以下重量百分比的组分组成：80%的天然 淀粉，4%的溴乙酸，8 %的工业酒精，3 %的氢氧化钠，0. 5 %的二亚乙基三胺，0. 5 %的冰醋 酸，4%的水。
[0009] 另外，本发明还提供了一种钻井液用改性淀粉降滤失剂的制备方法，包括如下步 骤：
[0010] 1)在密闭反应釜中先加入重量百分比为60%~80%的天然淀粉，通入纯氮气10 分钟后开始搅拌。
[0011] 2)反应釜温度达到50°C~80°C时，搅拌并均匀依次加入3%~4%的溴乙酸、 5%~15%的工业酒精形成淀粉乳。
[0012] 3)向步骤2)形成的淀粉乳中依次加入2%~7%的氢氧化钠、0. 1%~0.5%的二 亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温。
[0013] 4)向步骤3)反应后的组分中加入0. 5%~1. 0%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KKTC~120°C下烘干，粉碎，即制得钻井液用改性淀粉降 滤失剂。
[0014] 上述步骤3)中加入0. 1%~0.5%的二亚乙基三胺所用时间为30分钟。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] (1)本发明提供的这种钻井液用改性淀粉降滤失剂水溶性、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降滤失剂的要求。
[0017] (2)本发明提供的这种钻井液用改性淀粉降滤失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，同时为研宄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】
[0018] 实施例1 :
[0019] 为了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降滤失剂 的要求，本实施例提供了一种钻井液用改性淀粉降滤失剂，由以下重量百分比的组分构成： 60 %~80 %的天然淀粉，3 %~4%的溴乙酸，5 %~15 %的工业酒精，2 %~7 %的氢氧化 钠，0. 1 %~0. 5%的二亚乙基三胺，0. 5%~I. 0%的冰醋酸，剩余量为水。
[0020] 另外，该发明钻井液用改性淀粉降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
[0021] 1)在密闭反应釜中先加入重量百分比为60%~80%的天然淀粉，通入纯氮气10 分钟后开始搅拌。
[0022] 2)反应釜温度达到50°C~80°C时，搅拌并均匀依次加入3%~4%的溴乙酸、 5%~15%的工业酒精形成淀粉乳。
[0023] 3)向步骤2)形成的淀粉乳中依次加入2%~7%的氢氧化钠、0. 1%~0.5%的二 亚乙基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温。
[0024] 4)向步骤3)反应后的组分中加入0. 5%~1. 0%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KKTC~120°C下烘干，粉碎，即制得钻井液用改性淀粉降 滤失剂。
[0025] 本发明提供的这种钻井液用改性淀粉降滤失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。
[0026] 实施例2 :
[0027] 本实施例提供了一种钻井液用改性淀粉降滤失剂，由以下重量百分比的组分构 成：80%的天然淀粉，4 %的溴乙酸，8 %的工业酒精，3 %的氢氧化钠，0.5 %的二亚乙基三 胺，0. 5%的冰醋酸，4%的水；所述溴乙酸重量为天然淀粉重量的5. 0%。
[0028] 该发明钻井液用改性淀粉降滤失剂的制备方法，包括如下步骤：
[0029] 1)在密闭反应釜中先加入重量百分比为80%的天然淀粉，通入纯氮气10分钟后 开始搅拌。
[0030] 2)反应釜温度达到50°C~80°C时，搅拌并均匀依次加入4%的溴乙酸、8%的工业 酒精形成淀粉乳。
[0031] 3)向步骤2)形成的淀粉乳中依次加入3%的氢氧化钠、0. 5%的二亚乙基三胺，搅 拌反应60分钟，停止加温，加入二亚乙基三胺所用时间为30分钟。
[0032] 4)向步骤3)反应后的组分中加入0.5%的冰醋酸和4%的水，将其pH值调整至 7~ 9,冷却，再将冷却后的组分于KKTC~120°C下烘干，粉碎，即制得钻井液用改性淀粉降 滤失剂。
[0033] 对本实施例制得的钻井液用改性淀粉降滤失剂进行如下测试：
[0034] (1)降滤失性能测定：
[0035] 分别在以清水、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，在基浆中按照 不同加量加入本实施例制得的钻井液用改性淀粉降滤失剂样品，测试了其对钻井液流变性 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实验数据。
[0036] 表 1 :
【主权项】
1. 一种钻井液用改性淀粉降滤失剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分构成： 60 %~80 %的天然淀粉，3 %~4%的溴乙酸，5 %~15 %的工业酒精，2 %~7 %的氢氧化 钠，0. 1 %~0. 5%的二亚乙基三胺，0. 5%~I. 0%的冰醋酸，剩余量为水。
2. 如权利要求1所述的钻井液用改性淀粉降滤失剂，其特征在于：所述溴乙酸重量为 天然淀粉重量的5.0%。
3. 如权利要求1所述的钻井液用改性淀粉降滤失剂，其特征在于：由以下重量百分比 的组分组成：80%的天然淀粉，4%的溴乙酸，8%的工业酒精，3%的氢氧化钠，0. 5%的二亚 乙基三胺，〇. 5%的冰醋酸，4%的水。
4. 如权利要求1至3中任意一项所述的钻井液用改性淀粉降滤失剂的制备方法，其特 征在于：包括如下步骤： 1) 在密闭反应釜中先加入重量百分比为60%~80%的天然淀粉，通入纯氮气10分钟 后开始搅拌； 2) 反应釜温度达到50°C~80°C时，搅拌并均匀依次加入3 %~4%的溴乙酸、5 %~ 15 %的工业酒精形成淀粉乳； 3) 向步骤2)形成的淀粉乳中依次加入2%~7%的氢氧化钠、0. 1 %~0.5%的二亚乙 基三胺，搅拌反应60分钟，停止加温； 4) 向步骤3)反应后的组分中加入0.5%~1.0%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KKTC~120°C下烘干，粉碎，即制得钻井液用改性淀粉降滤 失剂。
5. 如权利要求4所述的钻井液用改性淀粉降滤失剂的制备方法，其特征在于：所述步 骤3)中加入0. 1 %~0.5%的二亚乙基三胺所用时间为30分钟。
【专利摘要】本发明具体提供了一种钻井液用改性淀粉降滤失剂，由以下重量百分比的组分构成：60％～80％的天然淀粉，3％～4％的溴乙酸，5％～15％的工业酒精，2％～7％的氢氧化钠，0.1％～0.5％的二亚乙基三胺，0.5％～1.0％的冰醋酸，剩余量为水。该发明钻井液用改性淀粉降滤失剂水溶性、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降滤失剂的要求，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。
【IPC分类】C09K8-20, C09K8-03
【公开号】CN104877649
【申请号】CN201510236210
【发明人】黎金明
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月11日