本發(fa)明涉(she)及(ji)(ji)石油鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)過程中鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)液用聚合(he)物及(ji)(ji)其(qi)制(zhi)備方法，特別是(shi)涉(she)及(ji)(ji)一種鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)液用耐高溫抗鈣接枝淀粉增(zeng)粘劑及(ji)(ji)其(qi)制(zhi)備方法。

背景技術：

在鉆井(jing)(jing)過(guo)程中，為了保證低固相下鉆井(jing)(jing)液具有較(jiao)高的(de)粘(zhan)(zhan)度(du)及良好的(de)流變性(xing)(xing)(xing)，通常需要添加增(zeng)粘(zhan)(zhan)劑(ji)來提(ti)高鉆井(jing)(jing)液的(de)粘(zhan)(zhan)度(du)。鉆井(jing)(jing)液增(zeng)粘(zhan)(zhan)劑(ji)均為分子鏈很長的(de)水溶(rong)性(xing)(xing)(xing)高分子聚合物，增(zeng)粘(zhan)(zhan)劑(ji)除了能(neng)起到增(zeng)粘(zhan)(zhan)作(zuo)用，還往往兼做頁巖抑制劑(ji)（包被劑(ji)）、降濾失劑(ji)及流型改(gai)進(jin)劑(ji)等。因此，使用增(zeng)粘(zhan)(zhan)劑(ji)常有利(li)于(yu)改(gai)善鉆井(jing)(jing)液的(de)流變性(xing)(xing)(xing)，也(ye)有利(li)于(yu)井(jing)(jing)壁穩定。

鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)液(ye)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)劑是鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)助(zhu)劑中最為重要的(de)(de)一種，主(zhu)要分(fen)為天然植物膠和(he)合(he)成高(gao)分(fen)子兩大類，在(zai)保(bao)證鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)液(ye)安全(quan)施(shi)(shi)工、攜(xie)砂帶屑等方面具有(you)重要作用(yong)(yong)。然而現有(you)的(de)(de)鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)液(ye)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)劑如黃原膠、80A51 等，都不能(neng)(neng)很好(hao)的(de)(de)滿足高(gao)溫(wen)施(shi)(shi)工需(xu)要，大部分(fen)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)劑在(zai)高(gao)于150℃條(tiao)件下(xia)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)效(xiao)果(guo)迅速下(xia)降，甚至完全(quan)消失。在(zai)抗(kang)(kang)(kang)鹽方面，抗(kang)(kang)(kang)高(gao)濃度氯化鈣同樣(yang)也是鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)液(ye)領(ling)域亟(ji)待(dai)解(jie)決的(de)(de)問題(ti)，目前常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)劑中幾乎沒有(you)抗(kang)(kang)(kang)氯化鈣濃度超過(guo)15%的(de)(de)聚(ju)合(he)物，所以說目前常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)鉆(zhan)(zhan)井(jing)(jing)(jing)液(ye)用(yong)(yong)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)粘(zhan)劑耐溫(wen)性能(neng)(neng)和(he)抗(kang)(kang)(kang)鹽抗(kang)(kang)(kang)鈣性能(neng)(neng)往(wang)往(wang)不能(neng)(neng)兼顧。

CN102372818A 和(he)CN102464761A 公(gong)開的(de)抗(kang)(kang)鈣聚合(he)物增(zeng)(zeng)粘劑(ji)，主(zhu)要是通過(guo)向丙烯酰胺類聚合(he)物中引入磺化基團或疏水基團而得(de)，僅可以滿足鈣離子(zi)濃度(du)不高于(yu)2000mg/L 的(de)低溫條件(jian)下的(de)（小于(yu)100℃）使用需(xu)求。CN101955564A、CN103113518A和(he)CN102127401A公(gong)開的(de)耐高溫增(zeng)(zeng)粘劑(ji)，增(zeng)(zeng)粘劑(ji)的(de)耐高溫性能有顯著(zhu)提(ti)升(sheng)，耐溫達(da)到200℃以上；抗(kang)(kang)鹽(yan)抗(kang)(kang)鈣性能并未提(ti)及，但從所用的(de)單體(ti)及制備方法推測，抗(kang)(kang)鹽(yan)抗(kang)(kang)鈣性能無(wu)明顯改善。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供一種含淀粉增粘劑共聚締合物及其制備方法。本發明方法得到的增粘劑耐溫可達200℃，抗NaCl濃度達飽和、抗CaCl₂濃(nong)度達20%。在高溫老(lao)化(hua)后(hou)保持(chi)了較高的(de)表(biao)觀(guan)粘(zhan)度，同時還具有較好(hao)的(de)動切(qie)力。

本發明(ming)提供了一種(zhong)含(han)淀粉增(zeng)粘劑共(gong)聚(ju)締(di)合物，所(suo)(suo)述共(gong)聚(ju)締(di)合物含(han)有結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元A、結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元B、結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元C和結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)位D，所(suo)(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元A為(wei)(wei)(wei)N,N-二甲(jia)基丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(an)，所(suo)(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元B為(wei)(wei)(wei)兩(liang)(liang)性離(li)子單(dan)(dan)體甲(jia)基丙烯(xi)酰(xian)氧乙(yi)(yi)基- N, N-二甲(jia)基丙磺(huang)酸鹽（DMAPS），所(suo)(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元C為(wei)(wei)(wei)結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元B與陽(yang)離(li)子聚(ju)胺(an)(an)的(de)(de)(de)離(li)子締(di)合體，所(suo)(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)元D為(wei)(wei)(wei)淀粉，以所(suo)(suo)述共(gong)聚(ju)締(di)合物的(de)(de)(de)總(zong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)基準，所(suo)(suo)述N, N-二甲(jia)基丙烯(xi)酰(xian)胺(an)(an)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)6-45重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%，優(you)選為(wei)(wei)(wei)10-40重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%；所(suo)(suo)述兩(liang)(liang)性離(li)子單(dan)(dan)體甲(jia)基丙烯(xi)酰(xian)氧乙(yi)(yi)基- N, N-二甲(jia)基丙磺(huang)酸鹽的(de)(de)(de)總(zong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)5-35重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%，優(you)選為(wei)(wei)(wei)10-32重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%；所(suo)(suo)述陽(yang)離(li)子聚(ju)胺(an)(an)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)2-30重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%，優(you)選為(wei)(wei)(wei)5-28重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%；所(suo)(suo)述淀粉的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)5-35重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%，優(you)選為(wei)(wei)(wei)10-32重(zhong)(zhong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)%；所(suo)(suo)述共(gong)聚(ju)締(di)合物在150℃老化16小時(shi)后的(de)(de)(de)表觀粘度(du)為(wei)(wei)(wei)40-70mPa·s。

根據本發明提供(gong)的(de)(de)增粘劑共聚締(di)合物，所(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)單(dan)元A N,N-二甲(jia)基丙(bing)(bing)烯酰胺的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)式(shi)(shi)為(wei)： 式(shi)(shi)（I），所(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)單(dan)元B兩(liang)性(xing)離子單(dan)體甲(jia)基丙(bing)(bing)烯酰氧乙基- N, N-二甲(jia)基丙(bing)(bing)磺酸鹽(DMAPS)的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)式(shi)(shi)為(wei)：式(shi)(shi)（II），所(suo)述結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)單(dan)元C具有(you)下式(shi)(shi)所(suo)示的(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)：

式（III）

其中，虛線…表示離子締合作用，X^-為無機陰離子；R、R₉、R₉’、R₁₀、R₁₀’各自為下述式（IV）所示的結構： 式（IV），其中，R₁₁為H、取代或未取代的(de)C1-C5烷基，t為1-5的(de)整(zheng)數，z為0-5的(de)整(zheng)數；

n、p各自為1-5的整數；x為0-10的整數，y為1-10的整數；l、l’和l”的取值使得所述陽離子聚胺的運動粘度為100-500mm²/s，陽離子度為0.5-2mmol/g。進一步優選所述陽離子聚胺的運動粘度為150-450mm²/s，陽離子度(du)為(wei)0.5-1.5mmol/g。

所述結構(gou)單元D淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)的(de)(de)結構(gou)式為：，具體的(de)(de)所述的(de)(de)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)可(ke)以為綠豆淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、木薯(shu)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、甘薯(shu)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、紅薯(shu)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、馬鈴薯(shu)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、麥(mai)類淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、菱角(jiao)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、藕(ou)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)、玉米淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)中(zhong)的(de)(de)一種或(huo)幾種，優選(xuan)玉米淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)或(huo)馬鈴薯(shu)淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)。

上述陽離(li)子(zi)聚胺(an)可以為各種具有多個(ge)氮正(zheng)離(li)子(zi)和相應的(de)平(ping)衡負離(li)子(zi)，優(you)選情況下，所述陽離(li)子(zi)聚胺(an)由式(shi)(shi)（V）所示(shi)的(de)端胺(an)與式(shi)(shi)（VI）所示(shi)的(de)環(huan)醚和式(shi)(shi)（VII）所示(shi)的(de)鹵(lu)代環(huan)氧(yang)烷(wan)通(tong)過(guo)縮合反應得(de)到

t、n、p各自(zi)為(wei)1-5的(de)整(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)；x為(wei)0-10的(de)整(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)，y為(wei)1-10的(de)整(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)。當x為(wei)0時，式(shi)（V）表(biao)示端二(er)胺(an)，y優選為(wei)1-7的(de)整(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)；當x不(bu)等于0，且y=2時，式(shi)（V）表(biao)示多乙(yi)烯(xi)多胺(an)，x為(wei)1-10的(de)整(zheng)(zheng)(zheng)數(shu)(shu)。

其中(zhong)取代基和(he)下(xia)角標的定義與前文(wen)相同。

具體地，所述(shu)陽離子聚胺可以(yi)通過下述(shu)方法制得：在攪(jiao)拌條件(jian)及50-120℃下向端胺中(zhong)滴(di)(di)加(jia)(jia)環醚(mi)，環醚(mi)和端胺的(de)摩爾比為(wei)2-4：1，滴(di)(di)加(jia)(jia)結束后(hou)反(fan)應(ying)1-4小時，然后(hou)升溫至80-150℃，攪(jiao)拌條件(jian)下滴(di)(di)加(jia)(jia)鹵代(dai)環氧(yang)烷(wan)，鹵代(dai)環氧(yang)烷(wan)與端胺的(de)摩爾比為(wei)0.2-0.7：1，滴(di)(di)加(jia)(jia)結束后(hou)反(fan)應(ying)1-4小時，然后(hou)終(zhong)止反(fan)應(ying)。

需要說明的(de)(de)是，盡管升溫(wen)(wen)前的(de)(de)溫(wen)(wen)度范(fan)圍50-120℃與升溫(wen)(wen)后(hou)的(de)(de)溫(wen)(wen)度范(fan)圍80-150℃有(you)部分重疊，但后(hou)者的(de)(de)溫(wen)(wen)度必須(xu)比前者的(de)(de)溫(wen)(wen)度高。

可以通過加入(ru)(ru)鹽(yan)(yan)酸來(lai)終止反應(ying)。鹽(yan)(yan)酸的加入(ru)(ru)量優選為(wei)鹽(yan)(yan)酸：端(duan)胺=1-3：1（摩爾比(bi)）。

優選(xuan)情(qing)況(kuang)下，所述端胺(an)為乙二(er)胺(an)、丙二(er)胺(an)、丁(ding)二(er)胺(an)、己二(er)胺(an)、二(er)乙烯三胺(an)、三乙烯四胺(an)、四乙烯五(wu)胺(an)中的一種或(huo)多種。

優(you)選(xuan)情(qing)況(kuang)下，所述環醚為環氧乙(yi)烷(wan)、環氧丙烷(wan)、四氫呋喃中的一種(zhong)或多種(zhong)。

優(you)選情況(kuang)下，所述鹵代(dai)環(huan)(huan)氧(yang)烷為環(huan)(huan)氧(yang)氯丙(bing)烷、環(huan)(huan)氧(yang)溴(xiu)丙(bing)烷、環(huan)(huan)氧(yang)氯丁(ding)烷中(zhong)的(de)一種或多種。

根據本發明提(ti)供(gong)的(de)共聚締合物(wu)，優選(xuan)情況下，所述共聚締合物(wu)的(de)重(zhong)均分子(zi)量(liang)為50萬(wan)(wan)-500萬(wan)(wan)，進一步優選(xuan)為100萬(wan)(wan)-300萬(wan)(wan)。

本發明(ming)中(zhong)，共聚(ju)締合(he)(he)物是指(zhi)聚(ju)合(he)(he)物中(zhong)既包(bao)括通(tong)過(guo)共聚(ju)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，也包(bao)括通(tong)過(guo)離(li)子(zi)(zi)締合(he)(he)作(zuo)用形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，其中(zhong)結(jie)(jie)構(gou)(gou)單元A、結(jie)(jie)構(gou)(gou)單元B、結(jie)(jie)構(gou)(gou)單元D通(tong)過(guo)共聚(ju)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)，結(jie)(jie)構(gou)(gou)單元B和陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺通(tong)過(guo)離(li)子(zi)(zi)締合(he)(he)作(zuo)用結(jie)(jie)合(he)(he)在一起，形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)結(jie)(jie)構(gou)(gou)單元C。各結(jie)(jie)構(gou)(gou)式(shi)中(zhong)的(de)虛線…表示離(li)子(zi)(zi)締合(he)(he)作(zuo)用。

本(ben)發明中(zhong)(zhong)，共(gong)聚(ju)締合物(wu)中(zhong)(zhong)陽離(li)子(zi)聚(ju)胺的(de)(de)(de)含量(liang)是指共(gong)聚(ju)締合物(wu)中(zhong)(zhong)由陽離(li)子(zi)聚(ju)胺提供的(de)(de)(de)各(ge)種結構形式的(de)(de)(de)總(zong)含量(liang)，包括(kuo)形成(cheng)共(gong)聚(ju)締合物(wu)的(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)聚(ju)胺的(de)(de)(de)量(liang)，也包括(kuo)未形成(cheng)共(gong)聚(ju)締合物(wu)的(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)聚(ju)胺的(de)(de)(de)量(liang)。

由于發(fa)明(ming)人(ren)掌握的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)試手段有(you)限和/或基于現有(you)測(ce)試手段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局限，本發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共聚(ju)締(di)合物各結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量僅能測(ce)試為與(yu)(yu)(yu)單(dan)體對應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量，而不能測(ce)出結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量，更不能測(ce)出參與(yu)(yu)(yu)締(di)合和未參與(yu)(yu)(yu)締(di)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)性離(li)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量，即上述兩(liang)性離(li)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量包括與(yu)(yu)(yu)陽離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺締(di)合形成結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)性離(li)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)即結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)B的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量，也(ye)包括未與(yu)(yu)(yu)與(yu)(yu)(yu)陽離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺締(di)合形成結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)C的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)性離(li)子(zi)(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)單(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量。

本發明中，各個結(jie)構單元的(de)含量(liang)可以(yi)通過反(fan)應前后單體(ti)含量(liang)計算或(huo)核磁共振結(jie)合紅外(wai)光譜分(fen)析(xi)的(de)方式來確定。

本發明中(zhong)，所述C1-C5的烷基(ji)(ji)可(ke)以(yi)是(shi)甲基(ji)(ji)、乙基(ji)(ji)、正丙基(ji)(ji)、異丙基(ji)(ji)、正丁(ding)基(ji)(ji)、異丁(ding)基(ji)(ji)、叔丁(ding)基(ji)(ji)、正戊(wu)基(ji)(ji)、異戊(wu)基(ji)(ji)、叔戊(wu)基(ji)(ji)、新戊(wu)基(ji)(ji)中(zhong)的一種或多種。所述C1-C5的烷基(ji)(ji)的取代基(ji)(ji)例如(ru)可(ke)以(yi)是(shi)鹵素或羥基(ji)(ji)。

根據本發明提供(gong)的(de)(de)共聚(ju)(ju)締(di)合(he)(he)物(wu)，其(qi)(qi)中結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)A、結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)B、結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)D之間為常規(gui)的(de)(de)共價聚(ju)(ju)合(he)(he)方式，即之間通(tong)過(guo)共價鍵結(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)(he)，而結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)C則通(tong)過(guo)其(qi)(qi)陰離子(zi)(zi)(zi)和陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)分別與(yu)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)B上的(de)(de)陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)和陰離子(zi)(zi)(zi)以離子(zi)(zi)(zi)締(di)合(he)(he)作(zuo)用(yong)而成為共聚(ju)(ju)締(di)合(he)(he)物(wu)的(de)(de)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)，從(cong)而將(jiang)(jiang)其(qi)(qi)網絡結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)引入共聚(ju)(ju)締(di)合(he)(he)物(wu)中，使得(de)共聚(ju)(ju)締(di)合(he)(he)物(wu)具有(you)較高的(de)(de)切(qie)力和耐(nai)溫耐(nai)鹽(yan)性。上述離子(zi)(zi)(zi)締(di)合(he)(he)作(zuo)用(yong)可以通(tong)過(guo)將(jiang)(jiang)其(qi)(qi)與(yu)通(tong)過(guo)將(jiang)(jiang)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)A、結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)B和結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)單(dan)(dan)(dan)(dan)元(yuan)D之間的(de)(de)共聚(ju)(ju)締(di)合(he)(he)物(wu)與(yu)陽(yang)離子(zi)(zi)(zi)聚(ju)(ju)胺進(jin)行簡(jian)單(dan)(dan)(dan)(dan)混合(he)(he)得(de)到的(de)(de)混合(he)(he)物(wu)在相(xiang)同條件下測得(de)其(qi)(qi)切(qie)力和耐(nai)溫耐(nai)鹽(yan)性的(de)(de)巨大差異并結(jie)(jie)(jie)(jie)合(he)(he)化學原理推(tui)測得(de)到。

本發(fa)明(ming)中(zhong)，各個結構(gou)單元(yuan)的含(han)量可以(yi)通過(guo)反(fan)應前后(hou)單體含(han)量計算或核磁共振結合紅外光譜分析的方式(shi)來確定。

本(ben)發明還提供一種上述鉆(zhan)井液用增粘劑共聚締合物的(de)制備(bei)方法，所述方法包括(kuo)以(yi)下步驟：

（1）將無機鹽(yan)與水混合，配(pei)制2wt%～30wt%的(de)無機鹽(yan)溶液(ye)；

（2）將(jiang)陽(yang)離(li)子聚胺(an)與水混合配制成(cheng)陽(yang)離(li)子聚胺(an)水溶液(ye)，所述(shu)陽(yang)離(li)子聚胺(an)水溶液(ye)的質量濃度為0.5%～3%；

（3）稱取淀粉與部分步驟（1）配制的無機鹽溶液混合，在 60～80℃下(xia)攪(jiao)拌20～50min，處理后(hou)得(de)到(dao)糊化(hua)淀粉；

（4）向步驟（3）得到的糊化淀粉中通入N₂，反應15～60min后加(jia)入引發劑；

（5）稱取甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)氧乙基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)- N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)磺酸鹽和(he)N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)胺與步驟（1）中(zhong)的(de)剩余部分(fen)步驟（1）配制的(de)無機鹽溶(rong)液(ye)混合(he)，待完全溶(rong)解后加(jia)入到步驟（4）得到的(de)糊(hu)化(hua)淀粉中(zhong)，在(zai)50～70℃下反應(ying)1～2h；其中(zhong)，甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)氧乙基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)- N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)磺酸鹽、N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)胺和(he)淀粉單體總質量(liang)濃度(du)為(wei)(wei)5%～20%，并且按照N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)胺、甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)氧乙基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)- N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)磺酸鹽、淀粉和(he)陽離子聚(ju)胺的(de)總量(liang)為(wei)(wei)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)準，N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)胺的(de)用(yong)量(liang)為(wei)(wei)6-45重(zhong)(zhong)量(liang)%，優(you)選(xuan)為(wei)(wei)10-40重(zhong)(zhong)量(liang)%；甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酰(xian)氧乙基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)- N, N-二(er)(er)(er)甲(jia)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)丙(bing)磺酸鹽的(de)用(yong)量(liang)為(wei)(wei)5-35重(zhong)(zhong)量(liang)%，優(you)選(xuan)為(wei)(wei)10-32重(zhong)(zhong)量(liang)%；淀粉用(yong)量(liang)為(wei)(wei)5-35重(zhong)(zhong)量(liang)%，優(you)選(xuan)為(wei)(wei)10-32重(zhong)(zhong)量(liang)%；

（6）將步(bu)驟（2）配制的陽(yang)離子聚胺(an)水溶液加入到步(bu)驟（5）得到的反應(ying)(ying)產物(wu)中(zhong)(zhong)，混合均勻同時升溫至60～80℃，繼(ji)續(xu)反應(ying)(ying)3～5h；其中(zhong)(zhong)，按照(zhao)N, N-二甲(jia)基(ji)丙烯酰胺(an)、甲(jia)基(ji)丙烯酰氧乙(yi)基(ji)- N, N-二甲(jia)基(ji)丙磺酸鹽、淀粉和陽(yang)離子聚胺(an)的總量為(wei)基(ji)準，陽(yang)離子聚胺(an)用量為(wei)2-30重量%，優選為(wei)5-28重量%；

（7）將步驟（6）得到的反應產物(wu)用丙酮溶液洗滌，洗滌后得到的固體沉淀物(wu)經過干燥并粉碎后得到目的產品。

根據本發(fa)明提供(gong)的(de)(de)(de)共聚締合(he)物(wu)的(de)(de)(de)制備方(fang)法，所(suo)述(shu)無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)一個主要作用是(shi)提供(gong)兩性離子(zi)結構單(dan)元(yuan)上的(de)(de)(de)陰(yin)離子(zi)和陽(yang)離子(zi)與陽(yang)離子(zi)聚胺上的(de)(de)(de)陽(yang)離子(zi)和陰(yin)離子(zi)發(fa)生交換(huan)/締合(he)的(de)(de)(de)環(huan)境，因此只要能夠提供(gong)上述(shu)的(de)(de)(de)環(huan)境的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)均可以(yi)用作本發(fa)明的(de)(de)(de)無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)。優(you)選情(qing)況下，所(suo)述(shu)無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)為銨鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、鈣鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、鎂鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、銅鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、鋅鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、鋁鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、鋯鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)中的(de)(de)(de)一種或多種。所(suo)述(shu)無(wu)機(ji)(ji)(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)優(you)選以(yi)溶液形式使用。

本(ben)發明(ming)的(de)發明(ming)人通過研究進一步(bu)發現，不同(tong)(tong)種類(lei)的(de)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)，達到最佳效果(guo)的(de)溶(rong)(rong)液濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)不同(tong)(tong)，例如，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)銨(an)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)優(you)(you)選(xuan)為(wei)10wt%～30wt%；所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)鈣(gai)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、鎂鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、銅(tong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、鋅鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)優(you)(you)選(xuan)為(wei)5%～15%，更(geng)優(you)(you)選(xuan)為(wei)10%～15%；所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)鋁(lv)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)優(you)(you)選(xuan)為(wei)2wt%～10wt%；所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)鋯鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的(de)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)優(you)(you)選(xuan)為(wei)2wt%～5wt%。上述(shu)(shu)(shu)無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)溶(rong)(rong)液的(de)濃(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)(du)僅考(kao)慮無(wu)機(ji)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)及其(qi)溶(rong)(rong)劑的(de)量(liang)，不考(kao)慮單體等(deng)其(qi)他物(wu)質的(de)量(liang)。

當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)銨鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銨、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銨、硝酸(suan)(suan)(suan)銨的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)鈣(gai)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈣(gai)、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈣(gai)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)鎂(mei)(mei)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(mei)、硫酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)(mei)、硝酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)(mei)的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)鋁鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁、硫酸(suan)(suan)(suan)鋁、硝酸(suan)(suan)(suan)鋁的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)銅鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銅、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銅、硫酸(suan)(suan)(suan)銅、硝酸(suan)(suan)(suan)銅的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)鋅(xin)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)、硝酸(suan)(suan)(suan)鋅(xin)的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)；當(dang)(dang)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)機鹽(yan)(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)鋯鹽(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)，具(ju)體(ti)(ti)可以(yi)為(wei)(wei)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯、溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯、氧氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋯、硝酸(suan)(suan)(suan)鋯的(de)一種(zhong)或(huo)多種(zhong)。

根據本(ben)發(fa)(fa)明提供的(de)(de)共(gong)聚締合物(wu)的(de)(de)制備方法，所述(shu)引(yin)(yin)發(fa)(fa)劑的(de)(de)種類和用量(liang)(liang)可(ke)以參(can)照現有技術進行。優選(xuan)情況(kuang)下(xia)，所述(shu)引(yin)(yin)發(fa)(fa)劑可(ke)以為(wei)過硫(liu)酸鈉、過硫(liu)酸鉀、過硫(liu)酸銨中(zhong)的(de)(de)一種或多種。所述(shu)引(yin)(yin)發(fa)(fa)劑的(de)(de)用量(liang)(liang)優選(xuan)為(wei)單體總(zong)量(liang)(liang)的(de)(de)0.3-0.7wt%。

本發明提(ti)供的(de)共聚締合物的(de)制備方法，所(suo)述的(de)淀(dian)粉(fen)(fen)可以(yi)為綠豆淀(dian)粉(fen)(fen)、木薯(shu)(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)、甘薯(shu)(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)、紅薯(shu)(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)、馬(ma)鈴薯(shu)(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)、麥類淀(dian)粉(fen)(fen)、菱角淀(dian)粉(fen)(fen)、藕淀(dian)粉(fen)(fen)、玉(yu)米淀(dian)粉(fen)(fen)中的(de)一種或(huo)幾種，優(you)選玉(yu)米淀(dian)粉(fen)(fen)或(huo)馬(ma)鈴薯(shu)(shu)淀(dian)粉(fen)(fen)。

根據本發明提供的共聚締合物的制備方法，所述(shu)步(bu)驟（5）中(zhong)所用的無機(ji)鹽溶(rong)液為步(bu)驟（3）中(zhong)無機(ji)鹽溶(rong)液總量的1/2～3/5。

本發明(ming)方法中(zhong)，所述單體總質量濃度為單體質量與水總質量的(de)比值。

根據本(ben)發明(ming)提供(gong)的共(gong)聚(ju)締(di)合物的制備方法，所(suo)述陽離子聚(ju)胺具有下式（i）所(suo)示的結構：

式（i）

其中，X^-為無機陰離子；R、R₉、R₉’、R₁₀、R₁₀’各自為下述式（IV）所示的結構式（IV），其中，R₁₁為H、取代或未取代的C1-C5烷基，t為1-5的整數，z為0-5的整數；n、p各自為1-5的整數，x為0-10的整數，y為1-10的整數；l、l’和l’’的取值使得所述陽離子聚胺的運動粘度為100-500mm²/s，陽離子度為0.5-2mmol/g。

上述陽離子聚胺可以參照CN103773332A公開的陽離子聚胺聚合物的制備方法進行制備：通過將端胺、環醚和環氧鹵代烷進行聚合反應得到。所述端胺可以為烷基二胺如碳原子數為1-6的烷基二胺，具體如乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺或己二胺；也可以為多烯多胺如NH₂-(CH₂-CH₂-NH)_nH其中n為1-5的整數，如二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。所述環醚可以為碳原子數為2-6的環醚如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷。所述環氧鹵代烷例如可以為環氧氯丙烷、環氧溴丙烷或環氧氯丁烷。但為了確保締合作用和獲得更好的鉆井液性能，所述陽離子聚胺的運動粘度應當控制為100-500mm²/s，陽離子度應當控制為0.5-2mmol/g。可(ke)以通過控制環醚和(he)環氧鹵代烷的(de)加入量來控制運動(dong)粘度和(he)陽離子度在上(shang)述范圍內。一般(ban)地控制端(duan)胺(an)與環醚的(de)摩(mo)(mo)爾比為1：（2-4）。端(duan)胺(an)與環氧鹵代烷的(de)摩(mo)(mo)爾比為1：（0.2-0.7）。其他反應條件和(he)操作(zuo)可(ke)以參照上(shang)述現(xian)有(you)技術進行。

所述陽離(li)子(zi)聚胺(an)優選(xuan)以水溶液(ye)形式(shi)使用，陽離(li)子(zi)聚胺(an)水溶液(ye)的濃度(du)優選(xuan)為0.5-3wt%，其中(zhong)水的量(liang)為反應體系(xi)中(zhong)的總水量(liang)。

根據本發明(ming)提(ti)供的(de)方(fang)法，步驟（6）所得產物用丙(bing)酮(tong)洗滌的(de)目的(de)在于(yu)除去未(wei)反應的(de)組分，干燥的(de)溫度(du)可以為100-120℃，干燥的(de)時(shi)間(jian)可以為16-24小(xiao)時(shi)。

與現有技術(shu)相比(bi)，本發(fa)明提供的(de)增粘(zhan)劑共聚締合(he)物及(ji)其制備(bei)方法(fa)優點如下：

（1）本發明提供的共聚締合物，通過以一定比例同時含有N,N-二甲基丙烯酰胺結構單元、兩性離子結構單元和陽離子聚胺結構單元，且陽離子聚胺結構單元具有特定的運動粘度和陽離子度，使得該共聚締合物用作鉆井液增粘劑時，所得鉆井液不僅在高溫老化后具有良好的表觀粘度，而且還具有較好的切力，且耐溫至少可達150℃以上，抗NaCl濃度達飽和、抗CaCl₂濃度達20%。

（2）本發(fa)明增粘(zhan)劑共(gong)聚(ju)締合(he)物(wu)的(de)(de)制(zhi)備方(fang)法中，在(zai)反(fan)應前期(qi)(qi)通(tong)過(guo)使(shi)用高濃度無(wu)(wu)機鹽溶液，可以使(shi)磺(huang)(huang)酸基兩性(xing)(xing)離(li)子(zi)(zi)單(dan)體(ti)(ti)與(yu)無(wu)(wu)機鹽結(jie)合(he)形成特殊結(jie)構(gou)，由于無(wu)(wu)機鹽中金屬離(li)子(zi)(zi)的(de)(de)存在(zai)使(shi)得磺(huang)(huang)酸基兩性(xing)(xing)離(li)子(zi)(zi)單(dan)體(ti)(ti)的(de)(de)結(jie)構(gou)更(geng)加(jia)(jia)伸展，聚(ju)合(he)時(shi)(shi)明顯降低(di)(di)分(fen)(fen)子(zi)(zi)間的(de)(de)空間位阻(zu)，使(shi)單(dan)體(ti)(ti)分(fen)(fen)子(zi)(zi)排列更(geng)加(jia)(jia)緊密，大大增加(jia)(jia)了聚(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)。在(zai)反(fan)應后(hou)期(qi)(qi)通(tong)過(guo)加(jia)(jia)入低(di)(di)分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)陽離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺，通(tong)過(guo)低(di)(di)分(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)陽離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺結(jie)構(gou)上的(de)(de)銨基正離(li)子(zi)(zi)進一步與(yu)兩性(xing)(xing)離(li)子(zi)(zi)單(dan)體(ti)(ti)中的(de)(de)磺(huang)(huang)酸基發(fa)生作(zuo)用，形成更(geng)加(jia)(jia)穩定的(de)(de)網絡結(jie)構(gou)，加(jia)(jia)強了聚(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)結(jie)構(gou)粘(zhan)度，在(zai)保證增粘(zhan)劑具有良(liang)好的(de)(de)表(biao)觀粘(zhan)度的(de)(de)同時(shi)(shi)，又具有了較(jiao)好的(de)(de)切力。

（3）本發明方法制(zhi)備(bei)的(de)增粘劑共聚締合物(wu)具(ju)有(you)長支(zhi)鏈(lian)和剛性環(huan)狀基團(tuan)。在水溶液(ye)中由(you)于長支(zhi)鏈(lian)和剛性環(huan)狀基團(tuan)的(de)存在，增加了聚合物(wu)的(de)空(kong)間位(wei)阻，增大了聚合物(wu)的(de)流體力學體積，導(dao)致(zhi)聚合物(wu)受溫度影響斷裂(lie)水解的(de)趨勢減少，從而(er)提高了其(qi)耐溫的(de)性能，耐溫至(zhi)少可達(da)150℃，有(you)的(de)已達(da)到180℃。

附圖說明

圖1和圖2分別為DMAPS的紅外和¹HNMR譜圖。

具體實施方式

下面結(jie)合實(shi)(shi)施例來具(ju)(ju)體說明(ming)本(ben)發(fa)明(ming)方(fang)法的(de)作用(yong)和效果，但(dan)以(yi)(yi)下實(shi)(shi)施例不構成對本(ben)發(fa)明(ming)方(fang)案的(de)限(xian)制。下面的(de)實(shi)(shi)施例將(jiang)對本(ben)發(fa)明(ming)做進一(yi)步(bu)的(de)說明(ming)。以(yi)(yi)下實(shi)(shi)施例中，運動(dong)(dong)粘(zhan)(zhan)度(du)采用(yong)國標GB/T 265石油(you)產品運動(dong)(dong)粘(zhan)(zhan)度(du)測定法和動(dong)(dong)力粘(zhan)(zhan)度(du)計算法測得(de)；陽離(li)子度(du)采用(yong)膠體滴(di)定方(fang)法測得(de)；表(biao)觀粘(zhan)(zhan)度(du)及動(dong)(dong)切(qie)力由六速旋轉粘(zhan)(zhan)度(du)計方(fang)法測定。其(qi)中，切(qie)力表(biao)示體系(xi)具(ju)(ju)有的(de)結(jie)構粘(zhan)(zhan)度(du)，切(qie)力越(yue)大，說明(ming)鉆井液的(de)懸(xuan)浮巖屑的(de)性能越(yue)好(hao)。

本發(fa)明實施(shi)例和比較例所用的玉(yu)米淀(dian)粉為(wei)中糖(tang)家廣的玉(yu)米淀(dian)粉，馬鈴(ling)薯淀(dian)粉是沈陽方馳愛參(can)馬鈴(ling)薯淀(dian)粉。

本發明實施例和對比例中所(suo)用的DMAPS單體可以(yi)按照(zhao)如下方法制備：

稱取785g甲(jia)基(ji)丙(bing)(bing)烯酸(suan)二甲(jia)氨(an)基(ji)乙酯(zhi)倒(dao)入(ru)(ru)反應(ying)器中(zhong)(zhong)，然后(hou)放入(ru)(ru)恒溫水浴鍋(guo)中(zhong)(zhong)，加(jia)熱并開始攪拌。再稱取122g的(de)(de)(de)1,3-丙(bing)(bing)磺(huang)酸(suan)內(nei)酯(zhi)，直接加(jia)入(ru)(ru)到甲(jia)基(ji)丙(bing)(bing)烯酸(suan)二甲(jia)氨(an)基(ji)乙酯(zhi)中(zhong)(zhong)，反應(ying)溫度為(wei)60℃，攪拌反應(ying)2h后(hou)得到DMAPS的(de)(de)(de)粗產品(pin)。將(jiang)DMAPS粗產品(pin)轉移到大片濾紙中(zhong)(zhong)包裹住，放置于索式抽(chou)提(ti)器中(zhong)(zhong)，使(shi)用乙醇為(wei)溶劑抽(chou)提(ti)2.5h，抽(chou)提(ti)完畢后(hou)將(jiang)濾紙包放在(zai)干燥箱中(zhong)(zhong)，在(zai)35℃下(xia)干燥，最終得到純(chun)凈的(de)(de)(de)DMAPS單體。該DMAPS的(de)(de)(de)紅外譜圖(tu)和(he)氫核磁(ci)譜圖(tu)分別如圖(tu)1和(he)圖(tu)2所示。

本(ben)發(fa)明(ming)實(shi)施例(li)和對比例(li)中所(suo)用陽離(li)子(zi)聚胺按照如下方(fang)法制備：

在1000mL四口圓底燒瓶中，加入60g乙二胺，在攪拌條件下升溫至70℃，然后逐漸滴加116g環氧丙烷，控制反應溫度60-100℃，反應1h后升溫至95℃，逐漸滴加185g環氧氯丙烷，控制反應溫度為90-150℃，待反應體系出現增稠現象時，至少維持半小時后加入鹽酸，鹽酸與乙二胺的摩爾比為2:1，反應4h得到陽離子聚胺1。陽離子聚胺1的運動粘度為330mm²/s，陽(yang)離子度為1.8mmol/g。

其中，R₉、R₉’、R₁₀、R₁₀’各自(zi)為下述式（IV-1）所示的結構

式（IV-1）

在1000mL四口圓底燒瓶中，加入60g己二胺，在攪拌條件下升溫至70℃，然后逐漸滴加116g環氧乙烷，控制反應溫度60-100℃，反應1h后升溫至95℃，逐漸滴加185g環氧溴丙烷，控制反應溫度為90-150℃，待反應體系出現增稠現象時，至少維持半小時后加入鹽酸，鹽酸與己二胺的摩爾比為2:1，反應4h得到陽離子聚胺2。陽離子聚胺2的運動粘度為460mm²/s，陽(yang)離子度為1.9 mmol/g。

在1000mL四口圓底燒瓶中，加入60g三烯四胺，在攪拌條件下升溫至70℃，然后逐漸滴加116g環氧丁烷，控制反應溫度60-100℃，反應1h后升溫至95℃，逐漸滴加185g環氧氯丁烷，控制反應溫度為90-150，待反應體系出現增稠現象時，至少維持半小時后加入鹽酸，鹽酸與三烯四胺的摩爾比為2:1，反應4h得到陽離子聚胺3。陽離子聚胺3的運動粘度為410 mm²/s，陽離子度(du)為1.5 mmol/g。

實施例1

分別稱取170g DMAPS，140g DMAM 和100g玉米淀粉備用。再分別稱取6830g去離子水和1758gNaCl配制成NaCl溶液，將溶液等分成兩部分。將玉米淀粉加入一部分NaCl溶液于80℃糊化30min，通入N₂ 30min后加(jia)(jia)入(ru)3.7g過硫酸鉀(jia)，再將DMAM和DMAPS加(jia)(jia)入(ru)另一部分NaCl溶(rong)液(ye)溶(rong)解后轉(zhuan)移至(zhi)糊化淀粉(fen)反應(ying)器中(zhong)，在(zai)65℃下反應(ying)2h后得(de)到中(zhong)間產(chan)物。再將70g陽離子聚胺(an)1溶(rong)解于200g去離子水中(zhong)配(pei)制(zhi)成陽離子聚胺(an)溶(rong)液(ye)，然后將陽離子聚胺(an)溶(rong)液(ye)加(jia)(jia)入(ru)至(zhi)中(zhong)間產(chan)物中(zhong)，混合均勻，同(tong)時升溫至(zhi)75℃，繼(ji)續反應(ying)4小時。用(yong)丙(bing)酮清(qing)洗得(de)到沉淀物。沉淀物在(zai)70℃下干燥12h后粉(fen)碎得(de)接枝淀粉(fen)增粘劑。

實施例2

分別稱取150g DMAPS，112g DMAM 和100g馬鈴薯淀粉備用。再分別稱取2770g去離子水和330g CaCl₂配制成CaCl₂溶液，將溶液分成體積比6:4的兩部分。將馬鈴薯淀粉加入其中多的一部分CaCl₂溶液于70℃糊化30min，通入N₂ 30min后加入1.7g過硫酸鈉，再將DMAM和 DMAPS加入剩余少的CaCl₂溶(rong)液溶(rong)解(jie)后轉移至糊化(hua)淀粉反(fan)應器中(zhong)(zhong)，在70℃下(xia)反(fan)應1.5h后得(de)到中(zhong)(zhong)間產(chan)物。再將60g陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚胺(an)2溶(rong)解(jie)于200g去離(li)子(zi)(zi)水中(zhong)(zhong)配制成陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚胺(an)溶(rong)液，然后將陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚胺(an)溶(rong)液加入至中(zhong)(zhong)間產(chan)物中(zhong)(zhong)，混合均(jun)勻，同時升溫至80℃，繼續反(fan)應3小時。用丙(bing)酮清洗得(de)到沉(chen)淀物。沉(chen)淀物在80℃下(xia)干燥12h后粉碎得(de)接(jie)枝(zhi)淀粉增粘劑。

實施例3

分別稱取130g DMAPS，168g DMAM 和100g馬鈴薯淀粉備用。再分別稱取1785g去離子水和105g AlCl₃配制成AlCl₃溶液，將溶液等分成兩部分。將馬鈴薯淀粉加入一部分AlCl₃溶液于60℃糊化30min，通入N₂ 30min后加入5.3g過硫酸銨，再將DMAM和 DMAPS加入另一部分AlCl₃溶液溶解后(hou)(hou)轉移至(zhi)糊化淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)反應(ying)器中，在(zai)60℃下反應(ying)2h后(hou)(hou)得(de)到中間產(chan)物(wu)。再(zai)將60g陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺3溶解于200g去離(li)子(zi)(zi)水中配制成陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺溶液，然后(hou)(hou)將陽(yang)離(li)子(zi)(zi)聚(ju)胺溶液加入(ru)至(zhi)中間產(chan)物(wu)中，混合均勻，同時升溫至(zhi)70℃，繼續(xu)反應(ying)4小時。用丙酮(tong)清(qing)洗(xi)得(de)到沉淀(dian)(dian)(dian)物(wu)。沉淀(dian)(dian)(dian)物(wu)在(zai)80℃下干(gan)燥(zao)12h后(hou)(hou)粉(fen)碎得(de)接(jie)枝淀(dian)(dian)(dian)粉(fen)增(zeng)粘劑(ji)。

實施例4

分別稱取100gDMAPS，140g DMAM 和100g玉米淀粉備用。再分別稱取1100g去離子水和63g ZrCl₄配制成ZrCl₄溶液，將溶液分成體積比6:4的兩部分。將玉米淀粉加入其中多的一部分ZrCl₄溶液于75℃糊化30min，通入N₂ 30min后加入3g過硫酸鉀，再將DMAM和 DMAPS加入剩余少的ZrCl₄溶(rong)液(ye)(ye)溶(rong)解后(hou)轉(zhuan)移至糊(hu)化淀粉(fen)反(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong)，在65℃下(xia)(xia)反(fan)應(ying)1.5h后(hou)得(de)到中(zhong)(zhong)間產(chan)物。再將18g陽離(li)子(zi)聚(ju)胺(an)2溶(rong)解于100g去離(li)子(zi)水中(zhong)(zhong)配制成陽離(li)子(zi)聚(ju)胺(an)溶(rong)液(ye)(ye)，然(ran)后(hou)將陽離(li)子(zi)聚(ju)胺(an)溶(rong)液(ye)(ye)加入(ru)至中(zhong)(zhong)間產(chan)物中(zhong)(zhong)，混合均勻，同時(shi)升溫至77℃，繼(ji)續反(fan)應(ying)4.5小時(shi)。用丙酮清(qing)洗得(de)到沉淀物。沉淀物在75℃下(xia)(xia)干燥12h后(hou)粉(fen)碎(sui)得(de)接枝淀粉(fen)增粘劑。

對比例1（不加無機鹽）

分別稱取150g DMAPS，112g DMAM 和100g馬鈴薯淀粉備用。再分別稱取2770g去離子水，將去離子水等分成兩部分。將馬鈴薯淀粉加入一部分去離子水于70℃糊化30min，通入N₂ 30min后(hou)加入1.7g過硫酸(suan)鈉，再將(jiang)DMAM和 DMAPS加入另(ling)一部分去離(li)(li)子(zi)水溶(rong)(rong)解(jie)后(hou)轉移至(zhi)糊化淀(dian)(dian)(dian)粉反應(ying)器中(zhong)，再將(jiang)60g陽離(li)(li)子(zi)聚胺(an)(an)(an)2溶(rong)(rong)解(jie)于200g去離(li)(li)子(zi)水中(zhong)配制成(cheng)陽離(li)(li)子(zi)聚胺(an)(an)(an)溶(rong)(rong)液，然后(hou)將(jiang)陽離(li)(li)子(zi)聚胺(an)(an)(an)溶(rong)(rong)液加入至(zhi)中(zhong)間產物中(zhong)，混合(he)均勻(yun)，同(tong)時升溫至(zhi)80℃，繼續反應(ying)3小(xiao)時。用丙酮清(qing)洗得到沉淀(dian)(dian)(dian)物。沉淀(dian)(dian)(dian)物在80℃下干燥(zao)12h后(hou)粉碎得接枝淀(dian)(dian)(dian)粉增(zeng)粘(zhan)劑。

對比例2（不(bu)加陽離子(zi)聚胺）

分別稱取150g DMAPS，112g DMAM 和100g馬鈴薯淀粉備用。再分別稱取2970g去離子水和330g CaCl₂配制成CaCl₂溶液，將溶液分成體積比6:4的兩部分。將馬鈴薯淀粉加入其中多的一部分CaCl₂溶液于70℃糊化30min，通入N₂ 30min后加入1.7g過硫酸鈉，再將DMAM和 DMAPS加入剩余少的CaCl₂溶(rong)液溶(rong)解后轉移至糊化淀(dian)(dian)粉(fen)反應器中，在(zai)75℃下反應6h后得到膠(jiao)狀固體，用丙(bing)酮清洗得到沉(chen)淀(dian)(dian)物。沉(chen)淀(dian)(dian)物在(zai)80℃下干(gan)燥(zao)12h后粉(fen)碎(sui)得接枝淀(dian)(dian)粉(fen)增粘(zhan)劑。

對比例3

通(tong)過市售購買增粘劑80A51。

對比例4

通過市售購(gou)買增粘劑黃原膠。

上(shang)述實(shi)施例(li)及比較例(li)使用含鹽含鈣的基漿評價增粘性能(neng)，具體評價方法如下：

基漿配制：在1000mL水中加入40g鈣膨潤土和5g碳酸鈉，高速攪拌20min，室溫下放置養護24h，得到淡水基漿；繼續加入200g CaCl₂，高速攪拌20min，室溫下放置養護24h，得到評價用含20% CaCl₂基漿。

評價方法(fa)：量取350mL的(de)基(ji)漿，加(jia)入2%的(de)增粘(zhan)(zhan)劑，高速攪(jiao)拌20min，常(chang)溫(wen)養護24h后測其表觀(guan)粘(zhan)(zhan)度。再在150℃下老化16h后，再次測定表觀(guan)粘(zhan)(zhan)度，計算表觀(guan)粘(zhan)(zhan)度保持率(lv)。

表1 不同增粘劑耐溫抗(kang)鹽(yan)抗(kang)鈣性能(neng)對(dui)比表

注：對比(bi)例4黃原膠的(de)加(jia)量為0.5%。

從表(biao)1 的(de)(de)結果可以看出(chu)，本發明(ming)的(de)(de)增粘(zhan)劑在高(gao)(gao)溫老化(hua)后表(biao)觀粘(zhan)度保(bao)持率(lv)較高(gao)(gao)，說(shuo)明(ming)了(le)(le)較好的(de)(de)耐(nai)溫及耐(nai)鹽(yan)性能；并(bing)且(qie)高(gao)(gao)溫老化(hua)后動(dong)切力還處(chu)于較好的(de)(de)水平，保(bao)證了(le)(le)鉆井液體(ti)系在高(gao)(gao)溫條(tiao)件下的(de)(de)攜巖提砂性能。