[發明專利]一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711452848.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109971438B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 褚奇;楊帆;王治法;楊枝;李濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C09K8/035;C08F220/56;C08F220/54;C08F220/06;C08F230/08
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及油田助劑領域的一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑及其制備方法。所述一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑是由部分降解淀粉、疏水單體、烯基酰胺、烯基羧酸鉀、烯基硅烷為主要原料，通過酶促反應和自由基聚合反應得到的一種天然改性產物。本發明提供的改性淀粉是一種分子側鏈帶有疏水立體基團的抑制劑，可吸附在易水化粘土礦物表面而改變其疏水性，具有較強的抑制防塌性能，制備方法簡單，易工業化推廣。

技術領域

本發明涉及油田助劑領域，更進一步說，涉及一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑及其制備方法。

背景技術

長期以來，鉆井液抑制性的問題，尤其是針對易水化泥頁巖的井壁穩定問題一直是鉆井工程中經常遇到的問題。利用化學方法增強鉆井液抑制性是提高井壁穩定的重要手段之一，即向鉆井液中加入一定量抑制性防塌劑即可起到穩固井壁的作用。目前，聚丙烯酰胺鉀鹽是在易水化地層最常用的鉆井液用抑制性防塌劑，該產品主要是通過高分子量聚合物的包被吸附作用，來抑制易水化粘土和巖屑的分散的。然而，該種人工產品具有環保性能差的缺陷。淀粉，作為重要的天然產物，具有來源廣、無毒、易改性和易生物降解等優點，是環保類鉆井液處理劑的熱點研究方向之一。近年來，Scomi公司研究了一種名為Opt-Starplus改性淀粉，其主要作為降濾失劑來使用并兼有一定的防塌功能；Halliburton的Baroid開發了一種N-Drilling HT Plus非離子改性淀粉，其主要作為降濾失劑來使用并兼有一定的防塌功能；Schlumberger下的MI開發了一種兩性離子型Duo-Flo TM改性淀粉，其主要作為降濾失劑來使用并兼有一定的防塌功能。上述改性淀粉主要通過分子中的酰胺基團和(或)羥基、季銨基團吸附在黏土礦物顆粒表面，增加黏土顆粒表面水化膜的厚度，阻礙鉆井液中顆粒之間相互碰撞而形成大顆粒，有利于保持鉆井液中細顆粒的含量，從而有利于在井壁形成薄而韌的泥餅，降低鉆井液的濾失量，但是其由于在分子鏈中缺少有效的疏水基團，因此不能阻礙水分子侵入黏土層間而引起的水化分散作用。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑。具體地說涉及一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑及其制備方法。本申請提供的改性淀粉防塌劑，除了具有降濾失的作用外，還可以通過分子鏈中引入的疏水基團，增加黏土顆粒表面疏水性，阻礙水分子侵入黏土層間而引起的水化分散作用，從而抑制井壁黏土礦物因水化作用而崩散，達到穩定井壁的目的。

本發明目的之一是提供一種鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑，所述改性淀粉防塌劑是由部分降解淀粉、疏水單體、烯基酰胺、烯基羧酸、烯基硅烷為主要原料，通過接枝反應得到的一種天然改性產物，包含以下結構通式表示物質中的至少一種：

或

其中，

R₁、R₂分別選自H、C_nH_2n+1、羥甲基或其中n為1～3的整數；

R₃、R₅分別選自H或C_nH_2n+1；其中n為1～3的整數；優選地，R₃、R₅選自H或CH₃，更優選CH₃；

R₄是C_nH_2n+1；其中n為1～3的整數，優選n＝1、2；

通式中，a:b:c:d＝(0.1～0.5)：(50～90)：(0.2～1.0)：(8～25)；優選a:b:c:d＝(0.2～0.4)：(60～80)：(0.4～0.8)：(10～20)。

所述鉆井液用改性淀粉包被抑制防塌劑的相對分子量范圍可為100000～200000。