[發(fā)明專利]改性環(huán)糊精及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110758345.3
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113372496B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 鐘漢毅;高鑫;邱正松;孔祥政;黃維安;李樹森;馬佳欣;張玉彬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/58;C08F216/08;C08F220/56;C08F226/02;C08F216/04;C09K8/035;C09K8/20
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;劉亭亭

本發(fā)明涉及油田化學領域，公開了一種改性環(huán)糊精的制備方法，該方法包括：(1)在催化劑存在下，將羥丙基環(huán)糊精與3?異氰酸丙烯在第一溶劑中進行第一反應，得到第一產(chǎn)物；(2)在引發(fā)劑存在下，將所述第一產(chǎn)物與乙烯基磺酸鹽單體、烯基醇單體和丙烯酰胺在第二溶劑中進行第二反應，得到改性環(huán)糊精。該改性環(huán)糊精具有星型分子結(jié)構(gòu)，能夠有效提高水基鉆井液的粘度，具有較強的流變性能調(diào)節(jié)能力，抗溫和抗鹽性能優(yōu)異，環(huán)境友好。

技術領域

本發(fā)明涉及油田化學領域，具體涉及一種改性環(huán)糊精及其制備方法和應用。

背景技術

鉆井液的流變性在解決鉆井液攜帶巖屑，以及保證鉆井施工安全方面有重要作用，因此需在鉆井液中添加流型調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)鉆井液的流變性能。但在高鹽、高溫條件下，水基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑的性能受到顯著影響，易出現(xiàn)鉆井液黏度、切力不足，無法有效懸浮巖屑，并造成濾失量增加、井壁失穩(wěn)等問題。

目前，常用的水基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑通常分為天然改性聚合物類和合成聚合物類。其中，天然改性聚合物類流型調(diào)節(jié)劑包括黃原膠、改性纖維素、改性淀粉等，這類流型調(diào)節(jié)劑的環(huán)保性能較好，但與此同時，其抗溫和抗鹽性能較差，一般不能應用于140℃以上的鉆井工程中；合成聚合物類流型調(diào)節(jié)劑可抗180℃以上的高溫，也可具備較好的抗鹽能力，但其制備過程中所使用的單體具有毒性或降解產(chǎn)物會對地層產(chǎn)生污染，環(huán)保性能較差。

CN111363526B公開了一種改性杏核粉作為環(huán)保鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑的應用，其中，所述改性杏核粉為杏核粉經(jīng)如下改性后的產(chǎn)物：杏核粉與酸液混合得到懸浮液，攪拌進行酸化處理；然后采用堿溶液進行中和至pH值為6-7，離心分離得到酸化產(chǎn)物；將所述酸化產(chǎn)物分散于水中并加入所述堿溶液調(diào)節(jié)至弱堿性，加入醚化劑和引發(fā)劑進行醚化反應；所述醚化反應結(jié)束后，采用所述酸液調(diào)節(jié)至中性，經(jīng)分離干燥即得到所述改性杏核粉；所述杏核粉由金太陽杏、大棚王杏、凱特杏、黃金杏、紅豐杏、新世紀杏、珍珠油杏和特早熟試管杏中至少一種經(jīng)粉碎后過200目篩得到。該流型調(diào)節(jié)劑的環(huán)保性能及改善流型效果較好，但其僅表現(xiàn)出130℃的抗高溫能力，同時并未涉及抗鹽性，大大限制了其實際應用。

CN103409118B公開了一種水基鉆井液超高溫穩(wěn)定劑的合成方法，包括以下步驟：(1)以丙烯酰胺、丙烯酸和N-烯丙基苯甲酰胺為單體，以亞硫酸氫鈉和過硫酸銨為引發(fā)劑，以乙二胺四乙酸為分子量調(diào)節(jié)劑，以烷基酚聚氧乙烯醚為乳化劑，總的單體濃度為20質(zhì)量％，三種單體的質(zhì)量比為丙烯酰胺：丙烯酸：N-烯丙基苯甲酰胺＝14:5.5-5.7:0.3-0.5，分子量調(diào)節(jié)劑加量為單體總量的0.5質(zhì)量％，引發(fā)劑加量為單體總量的0.5質(zhì)量％，通過溶液聚合的方式，制備出聚丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N烯丙基苯甲酰胺；(2)將腐殖酸用氫氧化鈉活化，然后通過四氯化鋯的交聯(lián)作用，使腐殖酸和聚丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N烯丙基苯甲酰胺在70℃下發(fā)生交聯(lián)反應5h后，即得超高溫穩(wěn)定劑。該穩(wěn)定劑的耐溫性能優(yōu)異，能夠使水基鉆井液在超高溫條件下保持較好的流變性能和較低的濾失量，但不具有抗鹽性。

綜上，開發(fā)一種兼具抗高溫性能、抗鹽性能與環(huán)保性的流型調(diào)節(jié)劑對于滿足水基鉆井液的深井作業(yè)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的水基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑難以兼顧抗高溫性能、抗鹽性能與環(huán)保性的問題，提供了一種改性環(huán)糊精及其制備方法和應用。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第一方面提供一種改性環(huán)糊精的制備方法，該方法包括：

(1)在催化劑存在下，將羥丙基環(huán)糊精與3-異氰酸丙烯在第一溶劑中進行第一反應，得到第一產(chǎn)物；

(2)在引發(fā)劑存在下，將所述第一產(chǎn)物與乙烯基磺酸鹽單體、烯基醇單體和丙烯酰胺在第二溶劑中進行第二反應，得到改性環(huán)糊精。

本發(fā)明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的改性環(huán)糊精。

本發(fā)明第三方面提供一種水基鉆井液，該水基鉆井液含有前述第二方面所述的改性環(huán)糊精。