本發明屬于(yu)油氣井工程油田化學，尤其涉(she)及(ji)一種抗(kang)高溫抗(kang)鹽降濾失劑及(ji)其制備(bei)方(fang)法(fa)和應用。

背景技術：

1、眾所周知，為獲得更多的(de)油氣(qi)資源以保(bao)障國家能(neng)源安全，近年(nian)來(lai)我國油氣(qi)勘(kan)探(tan)開(kai)發(fa)(fa)(fa)逐(zhu)漸向地(di)(di)層更深(shen)(shen)處進(jin)軍，因此鉆探(tan)的(de)深(shen)(shen)井(jing)(jing)超深(shen)(shen)井(jing)(jing)、深(shen)(shen)層頁(ye)巖油氣(qi)水平(ping)井(jing)(jing)越來(lai)越多，油氣(qi)埋深(shen)(shen)越來(lai)越深(shen)(shen)，地(di)(di)層溫(wen)度越來(lai)越高，對鉆井(jing)(jing)液抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)等性(xing)能(neng)要(yao)求也越來(lai)越高，用時考慮(lv)到地(di)(di)表和地(di)(di)下的(de)環境保(bao)護(hu)要(yao)求，就迫切(qie)需要(yao)研(yan)發(fa)(fa)(fa)即能(neng)滿足抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)又滿足環保(bao)要(yao)求的(de)綠(lv)色抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)處理劑，是實(shi)現油氣(qi)資源綠(lv)色安全高效開(kai)發(fa)(fa)(fa)的(de)關鍵。而要(yao)想研(yan)發(fa)(fa)(fa)環保(bao)抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)的(de)鉆井(jing)(jing)液處理劑，首先(xian)想到的(de)是優選(xuan)一些優質生物(wu)質材(cai)料進(jin)行合(he)適改性(xing)反應以提升(sheng)抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)等性(xing)能(neng)且保(bao)持生物(wu)質材(cai)料原有的(de)環保(bao)性(xing)能(neng)。

2、目(mu)前(qian)羧甲基纖(xian)維素(su)鈉(na)(na)鹽(na-cmc)和聚陰離子纖(xian)維素(su)鈉(na)(na)鹽(na-pac)是最常(chang)用(yong)的(de)纖(xian)維素(su)類(lei)鉆井液處(chu)理(li)劑，具有綠色環保、降濾失性能(neng)優良等(deng)特點(dian)，但抗溫(wen)性能(neng)不(bu)超(chao)過130℃。如何獲得性能(neng)更(geng)好的(de)纖(xian)維素(su)類(lei)鉆井液處(chu)理(li)劑成為本領域研究的(de)熱點(dian)。

技術實現思路

1、有(you)鑒(jian)于此，本發明(ming)的目的在于提供(gong)(gong)一種抗(kang)高溫(wen)抗(kang)鹽(yan)降濾失(shi)(shi)劑及其制備方法和(he)應用，本發明(ming)提供(gong)(gong)的抗(kang)高溫(wen)抗(kang)鹽(yan)降濾失(shi)(shi)劑具有(you)抗(kang)高溫(wen)抗(kang)鹽(yan)降濾失(shi)(shi)性(xing)能優(you)、抑(yi)制防塌效果好、配伍(wu)性(xing)好、綠色環保、性(xing)價比(bi)高等優(you)點。

2、本發明(ming)提(ti)供了(le)一種抗高溫抗鹽降濾失劑，具有式i結構：

3、

4、式(shi)i中，聚合(he)度m為(wei)1300～2200；n為(wei)1～30；o為(wei)1～30；p為(wei)1～15；q為(wei)1～15；r為(wei)1～15。

5、優(you)選的，所述m為(wei)1500～2000，n為(wei)5～25，o為(wei)5～25，p為(wei)5～12，q為(wei)5～12，r為(wei)5～12。

6、本發明提(ti)供了(le)一(yi)種抗高溫抗鹽(yan)降濾(lv)失劑(ji)的(de)制備方法，包括：

7、將纖維素、有(you)機溶劑(ji)、催(cui)化劑(ji)、氫(qing)氧化鉀、水進行第一反應，得到第一中間產物；

8、將所述第(di)一(yi)中(zhong)間產(chan)物、相轉(zhuan)移催化劑、醚(mi)化劑進行第(di)二反應，得到第(di)二中(zhong)間產(chan)物；

9、將所述第(di)二中間產物、丙烯(xi)酰胺、2-丙烯(xi)酰胺-2-甲基(ji)丙磺酸、苯乙烯(xi)、n-乙烯(xi)基(ji)吡咯烷酮、4-乙烯(xi)基(ji)吡啶(ding)、引發劑進行聚合反(fan)應，得到抗高溫抗鹽(yan)降(jiang)濾(lv)失劑。

10、優選的，所述纖維素、有機溶(rong)劑(ji)(ji)、催(cui)化劑(ji)(ji)、氫氧化鉀和水的質量比(bi)為(20～24)：(300～360)：(3.2～4.0)：(36～48)：(24～28)；

11、所述纖(xian)維素、相轉(zhuan)移催化(hua)劑和醚化(hua)劑的質量比為(20～24)：(2.4～3.0)：(28～30)；

12、所述纖維素、丙(bing)(bing)烯酰胺(an)、2-丙(bing)(bing)烯酰胺(an)-2-甲(jia)基丙(bing)(bing)磺酸(suan)、苯乙烯、n-乙烯基吡咯烷(wan)酮、4-乙烯基吡啶和(he)引發劑的質(zhi)量比為(20～24)：(100～140)：(50～80)：(40～60)：(40～60)：(40～60)：(1.2～2.0)。

13、優選(xuan)(xuan)的(de)，所述有(you)機溶劑選(xuan)(xuan)自(zi)乙醇、環己烷、環己酮或(huo)二氯(lv)甲烷中的(de)一種或(huo)幾種。

14、優選的，所(suo)述(shu)催化(hua)劑選自尿素、硫脲、煙(yan)酰胺或吐(tu)溫80中的一(yi)種(zhong)(zhong)或幾種(zhong)(zhong)。

15、優選(xuan)的(de)，所(suo)述(shu)相轉移(yi)催化(hua)劑選(xuan)自聚(ju)乙(yi)二醇400、β-環(huan)糊(hu)精、芐基三乙(yi)基溴(xiu)化(hua)銨或十六烷基三甲基溴(xiu)化(hua)銨中的(de)一種或幾種。

16、優選的，所(suo)述醚化(hua)劑(ji)選自一(yi)氯乙酸或一(yi)氯乙酸甲酯(zhi)中的一(yi)種或兩種。

17、優選(xuan)的(de)，所(suo)述(shu)引發(fa)劑選(xuan)自過硫(liu)酸(suan)鉀、硝酸(suan)鈰銨(an)、偶(ou)氮二異(yi)丁酸(suan)二甲酯或偶(ou)氮二異(yi)丁基(ji)脒(mi)鹽酸(suan)鹽中的(de)一(yi)種或兩種。

18、本發明提供了一種鉆井液(ye)，包括：上述(shu)技術(shu)方案所述(shu)的抗(kang)高溫(wen)抗(kang)鹽(yan)(yan)降濾(lv)失劑，或上述(shu)技術(shu)方案所述(shu)的方法制備得到的抗(kang)高溫(wen)抗(kang)鹽(yan)(yan)降濾(lv)失劑。

19、針對現(xian)有(you)(you)纖(xian)維素處(chu)理劑抗(kang)溫性能不足(zu)的(de)問(wen)題，可(ke)考慮通(tong)過在纖(xian)維素分子(zi)結構上通(tong)過接(jie)枝(zhi)共(gong)聚(ju)反應(ying)，引入聚(ju)合物鏈(lian)段，制備得到羧化纖(xian)維素接(jie)枝(zhi)共(gong)聚(ju)物，從而達到既(ji)環保(bao)又抗(kang)高溫的(de)目的(de)。另外把羧化纖(xian)維素鹽接(jie)枝(zhi)共(gong)聚(ju)物的(de)na+用k+代替，可(ke)使(shi)產(chan)品具(ju)有(you)(you)較(jiao)好的(de)抑(yi)制防塌效果，同時k+與羧化纖(xian)維素接(jie)枝(zhi)共(gong)聚(ju)物陰離子(zi)具(ju)有(you)(you)較(jiao)好的(de)協(xie)同性，減少(shao)(shao)鉆(zhan)井液中kcl的(de)使(shi)用量(liang)，降低成本(ben)，同時，kcl的(de)使(shi)用量(liang)減少(shao)(shao)或不加，可(ke)實現(xian)少(shao)(shao)氯或無氯鉆(zhan)井液，有(you)(you)利于環保(bao)。

20、本(ben)發(fa)明研制(zhi)羧化纖(xian)維素(su)鉀(jia)接枝共聚(ju)物抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)抗(kang)(kang)(kang)鹽降(jiang)濾失(shi)劑，既(ji)保(bao)持(chi)了羧化纖(xian)維素(su)鈉鹽的(de)性(xing)能(neng)優(you)勢，又因為鉀(jia)離子的(de)引入(ru)使產(chan)品具有較(jiao)好抑(yi)制(zhi)防(fang)塌效(xiao)果(guo)(guo)，另外，接枝共聚(ju)鏈段的(de)引入(ru)使羧化纖(xian)維素(su)鉀(jia)接枝共聚(ju)物產(chan)品的(de)抗(kang)(kang)(kang)溫(wen)抗(kang)(kang)(kang)鹽性(xing)能(neng)較(jiao)羧化纖(xian)維素(su)鹽顯著提升。本(ben)發(fa)明提供的(de)羧化纖(xian)維素(su)鉀(jia)接枝共聚(ju)物具有抗(kang)(kang)(kang)高溫(wen)抗(kang)(kang)(kang)鹽降(jiang)濾失(shi)性(xing)能(neng)優(you)、抑(yi)制(zhi)防(fang)塌效(xiao)果(guo)(guo)好、配(pei)伍性(xing)好、綠色環(huan)保(bao)、性(xing)價比高的(de)優(you)點，可有效(xiao)解決高溫(wen)深井超深井、深層(ceng)(ceng)頁巖油氣水平井、鹽膏層(ceng)(ceng)等復雜地(di)層(ceng)(ceng)及環(huan)境敏感區域(yu)的(de)失(shi)水控(kong)制(zhi)及抑(yi)制(zhi)防(fang)塌難題，確保(bao)現場綠色安全高效(xiao)鉆(zhan)井，滿(man)足(zu)現場技術亟需。

21、本發明(ming)開展羧(suo)(suo)化纖維素鉀接枝共聚物產品的(de)(de)(de)研(yan)制(zhi)，是環保鉆井液(ye)處理劑技術領域(yu)的(de)(de)(de)原創性研(yan)究，符合綠色(se)化學的(de)(de)(de)發展方向，利于促進國(guo)內外鉆井液(ye)領域(yu)技術進步，意義重大，具(ju)有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)創新性和(he)(he)實用性，具(ju)有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)經濟和(he)(he)社會(hui)效益(yi)，應用前景廣闊。國(guo)內外未見關于羧(suo)(suo)化纖維素鉀接枝共聚物的(de)(de)(de)研(yan)究與(yu)應用的(de)(de)(de)相關文獻報(bao)道(dao)。

技術特征：

1.一種抗(kang)高(gao)溫(wen)抗(kang)鹽降(jiang)濾失劑(ji)，具(ju)有(you)式i結構(gou)：

2.根據權利要(yao)求1所述(shu)的抗高溫抗鹽降濾失劑(ji)，其特征在于，所述(shu)m為(wei)1500～2000，n為(wei)5～25，o為(wei)5～25，p為(wei)5～12，q為(wei)5～12，r為(wei)5～12。

3.一種抗高溫抗鹽(yan)降濾失(shi)劑的(de)制備方法，包括：

4.根據(ju)權利要求(qiu)3所述(shu)的方法，其(qi)特征在于，所述(shu)纖維素、有機溶劑(ji)、催化劑(ji)、氫氧化鉀和水(shui)的質量比為(20～24)：(300～360)：(3.2～4.0)：(36～48)：(24～28)；

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述有(you)機溶劑選自乙醇、環己(ji)烷、環己(ji)酮或二氯甲烷中的一種或幾種。

6.根據權利要(yao)求3所(suo)述的方法(fa)，其特征在于，所(suo)述催化(hua)劑(ji)選(xuan)自尿(niao)素、硫脲、煙酰胺或(huo)(huo)吐溫80中(zhong)的一(yi)種或(huo)(huo)幾(ji)種。

7.根據權利要(yao)求(qiu)3所(suo)述(shu)的方法，其特征在(zai)于，所(suo)述(shu)相轉移催(cui)化(hua)劑選自(zi)聚乙二醇400、β-環糊(hu)精(jing)、芐基三乙基溴化(hua)銨(an)或十六烷(wan)基三甲基溴化(hua)銨(an)中的一(yi)種或幾種。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述醚化劑選自一氯(lv)乙酸(suan)(suan)或一氯(lv)乙酸(suan)(suan)甲酯中(zhong)的一種(zhong)或兩種(zhong)。

9.根(gen)據權利要求3所述的方法，其特征(zheng)在于，所述引(yin)發劑選自過硫酸鉀、硝(xiao)酸鈰銨、偶氮(dan)二(er)異丁(ding)酸二(er)甲酯(zhi)或偶氮(dan)二(er)異丁(ding)基脒鹽(yan)酸鹽(yan)中的一種(zhong)或兩種(zhong)。

10.一(yi)種鉆井(jing)液，包(bao)括：權利要求(qiu)(qiu)1所(suo)述的抗(kang)高(gao)溫(wen)抗(kang)鹽(yan)(yan)降濾失劑，或(huo)權利要求(qiu)(qiu)3所(suo)述的方法制(zhi)備得到的抗(kang)高(gao)溫(wen)抗(kang)鹽(yan)(yan)降濾失劑。

技術總結
本發明屬于油田化學技術領域，提供了一種抗高溫抗鹽降濾失劑及其制備方法和應用，制備方法包括：將纖維素、有機溶劑、催化劑、氫氧化鉀、蒸餾水進行反應，得到中間產物I；在中間產物I中加入相轉移催化劑、醚化劑進行反應，得中間產物II；在中間產物II中加入丙烯酰胺、2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸、苯乙烯、N?乙烯基吡咯烷酮、4?乙烯基吡啶進行反應，得到抗高溫抗鹽降濾失劑。本發明提供的羧化纖維素鉀接枝共聚物抗高溫抗鹽降濾失劑具有抗高溫抗鹽降濾失性能優、抑制防塌效果好、配伍性好、綠色環保、性價比高等技術特點。

技術研發人員：司西強,王中華,李文博,呂躍濱,王忠瑾,楊建軍
受保護的技術使用者：中石化石油工程技術服務股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/26