[發(fā)明專利]纖維素接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910239848.2
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109970916A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃維安;李軒;宿振國;陳二丁;劉均一;曹杰;王婧雯;鐘漢毅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/34;C09K8/035
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及降濾失劑領(lǐng)域，公開了一種纖維素接枝共聚物及其制備方法和應(yīng)用。該接枝共聚物包括羧甲基纖維素主鏈和側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包括式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元、式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(3)所示的結(jié)構(gòu)單元；所述羧甲基纖維素主鏈與式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元、式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(3)所示的結(jié)構(gòu)單元的質(zhì)量比為(2?6)：(1?4)：(1?3)：1。本發(fā)明提供的纖維素接枝共聚物作為降濾失劑用于鉆井液中，能夠提高鉆井液的抗溫耐溫性能、抗鈣抗鹽性能，改善鉆井液的降濾失效果，且能夠滿足環(huán)保的要求；

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及降濾失劑領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素接枝共聚物，纖維素接枝共聚物的制備方法，以及維素接枝共聚物在鉆井液中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著石油工業(yè)的發(fā)展和石油需求的不斷增長，油氣的勘探開發(fā)慢慢向中深部方向發(fā)展，并且油氣勘探開發(fā)中的環(huán)境保護(hù)越來越受到重視，而開采過程中鉆井液處理劑又是不可或缺的一部分，對其要求也越來越高，為此提高鉆井液的安全、高效、環(huán)保性能是一個亟需解決的問題。

在鉆井液處理劑中，降濾失劑用量大、種類繁多，主要為天然材料或天然材料改性產(chǎn)物和合成聚合物類。天然材料及其改性產(chǎn)物包括淀粉、纖維素、植物膠、黃原膠及其衍生物；合成聚合物主要以酚類單體與醛類單體縮聚的酚醛樹脂、乙烯丙烯類單體反應(yīng)物為主。在特定的情況下，超細(xì)碳酸鈣、陶瓷粉灰等無機化合物可以進(jìn)行復(fù)配作為降濾失劑。隨著油氣田過度開采，鉆井的外在條件變得更加的苛刻，往往在更加復(fù)雜的地層進(jìn)行，為此研發(fā)抗高溫、環(huán)保型降濾失劑迫在眉睫。

近年來，天然材料得到人們的重視，并逐漸成為鉆井液技術(shù)重要的研究方向之一，主要是因為其來源廣泛、價格低廉、便于接枝改性且環(huán)保易降解。天然高分子中纖維素及改性產(chǎn)品逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉆井液處理劑，成為用途最廣泛的處理劑之一。由于纖維素分子主鏈?zhǔn)且悦焰I相連結(jié)，在鉆井液中抗溫一般只能達(dá)到120℃左右，同時其抗鹽抗鈣污染能力有限。

為提高其抗溫能力，現(xiàn)有技術(shù)中通常對纖維素進(jìn)行改性處理。常用的改性方式包括：纖維素的物理改性、纖維素的生物改性和纖維素的化學(xué)改性。

纖維素的物理改性是指不添加任何的化學(xué)藥劑，在外力的作用下改變纖維素的粒徑，雖然沒有改變其化學(xué)組分，但是性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生變化。

纖維素的生物改性主要指纖維素通過生物酶改變自身的性質(zhì)，尤其是纖維素酶，主要運用于造紙行業(yè)，多用于造紙行業(yè)。

纖維素的化學(xué)改性主要包括：

1)纖維素的酯化、醚化

纖維素分子上的羥基能夠與不同的單體反應(yīng)生成纖維素酯、纖維素醚等各類纖維素大分子聚合物。

2)纖維素的氧化

同樣針對纖維素中的羥基，在一定條件下通過氧化將醛基、羧基等基團引入纖維素，將羧酸纖維素用NaOH進(jìn)行處理可得到-COONa，該試劑由于水解作用呈弱堿性，可以用于處理酸性廢液和酸性氣體。

3)纖維素接枝共聚

為了達(dá)到不同的性能要求，在纖維素分子上接枝相應(yīng)的單體基團，從而賦予纖維素一些新的功能。改性纖維素與天然纖維素相比在性能上有了一定的提升，但相對分子量改變不大，導(dǎo)致其粘度、強度的改善上受到很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的纖維素類降濾失劑抗溫能力有限的問題，提供了一種纖維素接枝共聚物，纖維素接枝共聚物的制備方法，以及維素接枝共聚物作為降濾失劑的應(yīng)用。本發(fā)明提供的纖維素接枝共聚物作為降濾失劑用于鉆井液中，能夠提高鉆井液的抗溫耐溫性能、抗鈣抗鹽性能，改善鉆井液的降濾失效果，且能夠滿足環(huán)保的要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種纖維素接枝共聚物，該接枝共聚物包括羧甲基纖維素主鏈和側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包括式(1)所示的結(jié)構(gòu)單元、式(2)所示的結(jié)構(gòu)單元和式(3)所示的結(jié)構(gòu)單元；