[發明專利]一種納米淀粉微球油氣層保護劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911423679.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113122211B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 賈未鳴;喬凱;趙林;楊超;王晨;趙凱強;韓杰;仝繼昌;韓照明
• 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大連石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/512
• 分類號: C09K8/512;C08B31/00;C08B31/12;C08B31/06;C08B30/12;B82Y40/00;B82Y30/00
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本發明公開了一種納米淀粉微球油氣層保護劑及其制備方法，所述制備方法首先制備納米淀粉晶，然后將納米淀粉晶加入到三偏磷酸鈉溶液中，混合均勻后靜置處理，然后升溫養護處理，進一步經分離、洗滌和干燥后得到酯化納米淀粉晶；將酯化納米淀粉晶與水混合得到的溶液升溫至沸騰，然后加入兩性離子表面活性劑和穩定劑充分混合均勻，然后緩慢加入無機鹽溶液和交聯劑，反應后進一步進行離心分離、洗滌和干燥。納米級交聯淀粉微球還具有球形度好、強度高的特點，在應用中能夠擠入頁巖儲層的微孔隙，在近井壁儲層形成承壓暫堵帶，降低鉆井液失水。

技術領域

本發明屬于油田化學品技術領域，具體涉及一種淀粉微球油氣層保護劑及其制備方法。

背景技術

淀粉微球環保性能優異，原料廉價易得，目前已有諸多公開的文章和專利研究其在醫療、包裝、造紙等諸多領域的應用性能。專利CN 107459664A公開了一種基于雙水相體系的微米級淀粉微球的制備方法，將所得產品與α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶在體外培養，發現微球呈緩慢線性降解并在24h內降解完全，降解產物為小分子糖類，微球在藥物載體和控釋領域有巨大的應用潛力。專利CN109912724A公開了一種微米級多孔淀粉微球的反向乳液聚合法，通過二次交聯使淀粉微球具有穩定的多孔結構，微球對甲基紫的吸附率可達43.3%。

在油田化學品領域，隨著近年來環保法規的日漸嚴苛，淀粉微球作為油氣層保護劑的制備與應用也逐漸受到關注。現有制備技術下，具有交聯結構的淀粉微球以微米級尺寸居多，將其作為油氣層保護劑，在常規油氣層開發中能起到穩定井壁、降低失水的作用。但對于以納米級孔喉為主的頁巖油氣層而言，常規的微球顆粒尺寸太大，不易進入頁巖中的漏層，只能堆積在表面，不能有效的穩定井壁，抑制粘土水化，故淀粉微球需要具備更加精細的顆粒尺寸，同時保持較高的交聯強度。現有研究背景下，尚需要通過一種高效、可行的制備方法，生產分散性好、高強度的納米級交聯淀粉微球，以對微孔、低滲的頁巖儲層井壁孔喉進行有效暫堵。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種納米淀粉微球油氣層保護劑及其制備方法，所述納米淀粉微球油氣層保護劑的粒徑具有多分散性，球形度好并具有一定的交聯強度，兼具收率高、成本低廉的優點，適合工業生產與應用。

本發明第一方面提供一種納米淀粉微球油氣層保護劑的制備方法，所述制備方法步驟如下：

S1、將淀粉和水混合溶液升溫至沸騰，保持一段時間后降溫；

S2、向步驟S1得到的物料中緩慢加入溶劑，待溶劑加入完畢后靜置處理；

S3、取S2靜置后的下層不溶物進一步進行分離、洗滌和干燥，得到納米淀粉晶；

S4、將納米淀粉晶加入到三偏磷酸鈉溶液中，混合均勻后靜置處理，然后升溫養護處理，進一步經分離、洗滌和干燥后得到酯化納米淀粉晶；

S5、將酯化納米淀粉晶與水混合得到的溶液升溫至沸騰，保持一段時間；

S6、將兩性離子表面活性劑和穩定劑加入到步驟S5得到的料液中，充分混合均勻，然后緩慢加入無機鹽溶液和交聯劑，反應后進一步進行離心分離、洗滌和干燥。

上述納米淀粉微球油氣層保護劑的制備方法中，步驟S1中所述的淀粉為綠豆淀粉、木薯淀粉、紅薯淀粉、馬鈴薯淀粉、麥類淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一種或幾種，優選玉米淀粉和/或馬鈴薯淀粉。

上述納米淀粉微球油氣層保護劑的制備方法中，步驟S1中所述沸騰處理時間為15～60min，優選為20～40min。

上述納米淀粉微球油氣層保護劑的制備方法中，步驟S1中所述降溫為降至10～50℃，優選20～40℃。

上述納米淀粉微球油氣層保護劑的制備方法中，步驟S2中所述溶劑為有機溶劑，具體可以為乙醇、甲醇、苯甲醇、丙酮、環己酮、苯乙酮、甲苯、乙苯、氯苯中的一種或幾種，優選為乙醇和/或丙酮，進一步優選為乙醇。