[發明專利]一種基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑及制備方法

有效

• 申請號: 201910651747.6
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN112239653B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 藍強;徐運波;張妍;劉振東;鄭成勝;于雷;吳雄軍;陳健;張虹
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

1.一種基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于包括如下質量百分比的組分：陽離子納米纖維懸浮液33~41%、分散劑4.5~6.0%、疏水改性淀粉34~43%、納米二氧化硅11~13%、納米石墨6.5~7.1%；所述陽離子納米纖維懸浮液的制備方法包括如下步驟： 1）甘蔗渣的預處理：（1）將甘蔗渣清洗，榨出其中所有糖分后，用去離子水清洗干凈，烘干；（2）將干燥好的甘蔗渣粉碎至800目~1000目； 2）陽離子納米纖維懸浮液的制備：（1）將500~700g的98%硫酸倒入到容器中，邊加入去離子水邊攪拌，溫度調至40~50℃，直至將硫酸稀釋至60~70wt%為止；（2）將220~280g預處理好的甘蔗渣置于容器中，低速攪拌并緩慢滴加前面制備好的硫酸后，溫度升高至45~55℃，將攪拌速度提高攪拌，得到乳白色懸浮液；（3）避光條件下加入120~150g高碘酸鈉反應，隨后加入乙二醇，攪拌、反應除去未反應的高碘酸鈉；將容器溫度提高至55~65℃，將pH調節至4.0~5.0，加入20~30g季銨鹽陽離子表面活性劑，繼續反應，得到分散體系；將上述分散體系轉入另一容器中，加入過量的去離子水，終止反應；（4）將上述分散體系離心、沉淀至上層清液澄清，直至體系pH 5.0~6.0為止；（5）將上述的分散體系在去離子水中透析，直至體系pH6.0~8.0為止，將透析后分散體系濃縮至濃度為30%為止，密封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液；所述疏水改性淀粉的制備：在加熱容器中加入1000mL的95%乙醇，分批加入200~400g玉米淀粉，邊攪拌邊緩慢加入6~10g片狀氫氧化鈉，直至全部溶解，溫度控制在30~40℃，堿化反應30~50min，加入50~80g 3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，反應2~4h；（2）向上述加熱容器緩慢加入20~40g疏水改性劑，溫度提高至50~60℃，低速攪拌、反應；（3）將反應后的產物冷卻至室溫后干燥、粉碎、過篩，即可得到疏水改性淀粉；所用的疏水改性劑為苯甲酰氯、對甲苯甲酰氯、鄰乙氧基苯甲酰氯的一種或幾種組合。

2.根據權利要求1所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于：所述分散劑為二辛基磺化琥珀酸鈉、三辛基磺化琥珀酸鈉、二辛基磺化丁二酸鈉中的一種或幾種組合。

3.據權利要求1所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于：所述納米二氧化硅粒徑為10~50nm。

4.根據權利要求1所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于：所述納米石墨為片狀結構的黑色納米粉體，平均粒徑35nm，比表面積180.0 m²/g，真實密度2.0 g/cm³。

5.根據權利要求1所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于所述季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或幾種組合。

6.根據權利要求1所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑，其特征在于：所述甘蔗渣屬于糖蔗榨汁之后的殘渣；所述玉米淀粉為蠟質玉米淀粉，支鏈淀粉含量超過80%。

7.一種如權利要求1-6任一所述的基于納米纖維-疏水淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑的制備方法，其特征在于：（1）在高壓均質器中加入去離子水2000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液600~800g，在高轉速條件下均質化1~2h，加入20~40g分散劑，在低轉速條件下均質化15~25min；（2）在上述的均質器中緩慢加入150~300g疏水改性淀粉，在700~900rpm條件下均質化1~3h；（3）將轉速提高至14000~16000rpm，依次緩慢加入60~80g納米二氧化硅和30~50g納米石墨，均質化3~5h；（4）將上述產物在80±5℃烘干，粉碎至800~1000目，即得基于納米纖維-疏水改性淀粉復合物的鉆井液用降濾失劑。