【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体是指一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂及其制备方法。
技术介绍
1、在深层和超深层油气藏的勘探和开发中，油气储层深度超过5000米，井底温度达到180-260℃，一般钻井液容易受到高温的影响，在高温环境下，钻井液的流变性能不稳定，滤失量增大，导致井壁的稳定性较低，容易发生井下坍塌或者井喷等严重事故；为了提高钻井液在高温环境下的稳定性，通常加入聚合物处理剂对钻井液进行改性，聚合物处理剂包括包被剂、降滤失剂、流型调节剂；降滤失剂能够通过物理作用吸附于膨润土表面，在井壁上形成致密性较高的滤饼，阻止岩屑和砂粒进入钻井液，避免钻井液的流变性能发生变化，同时，降滤失剂中的聚合物能够吸水膨胀，封堵滤饼上的微小孔隙，减少钻井液的滤失量；现有技术中的降滤失剂的主要基础成分可以分为两种：天然高分子物质和合成聚合物；单一成分的降滤失剂对高温高盐环境的适应性较差，并不能达到良好的降滤失效果；随着温度的升高，降滤失剂对膨润土的吸附平衡向解吸附的方向移动，导致滤饼结构松弛，孔隙增大，造成滤失量增加，同时，高温条件下，降滤失剂成分中的聚合物分子发生降解作用，造成分子主链的断裂或侧链基团的脱离，导致降滤失剂的抗温性能下降；在高盐情况下，钻井液中的离子浓度逐渐升高，钠离子和钙离子的水化作用较强，降低了降滤失剂和黏土颗粒之间的熟化性能，减弱了滤饼结构的强度，从而导致滤失量增大。
2、目前现有技术主要存在以下问题：降滤失剂中的成分在高温高盐环境中容易发生性质上的改变，稳定性较差，不足以应对在深层和超深层油气藏勘探和开发时产生的
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂及其制备方法，为了解决降滤失剂在高温高盐条件下稳定性差的问题，本专利技术提出通过将环保型的秸秆纤维进行改性后，与温敏性聚合物进行交联反应，配合有机金属框架物质，形成具有高温适应性的降滤失剂，能够在高温高盐的环境下，在井壁上形成致密滤饼，从而减少滤失量。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提出了一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，所述降滤失剂包括如下重量份的组分：
3、改性秸秆纤维15-30份、温敏性聚合物单体5-15份、咪唑化合物18-22份、锌盐10-20份、交联剂1-1.5份、引发剂0.1-0.5份；
4、优选地，所述改性秸秆纤维的秸秆原料来源于小麦、玉米、大麦、亚麻、棉花中的至少一种；
5、优选地，所述温敏性聚合物单体包括n-乙烯基己内酰胺、n-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；
6、优选地，所述咪唑化合物为2-甲基咪唑；
7、优选地，所述锌盐为六水合硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的至少一种；
8、优选地，所述交联剂为戊二醛、戊二酸、丁二酸、柠檬酸中的至少一种；
9、优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
10、优选地，所述改性秸秆纤维的制备方法具体包括以下步骤：
11、①将干燥秸秆进行粉碎，在50℃烘箱中烘干至恒重，研磨过100目筛，得到秸秆粉末；
12、②将亚氯酸钠和冰乙酸溶解于去离子水中，得到脱木素溶液，将步骤①所制备的秸秆粉末加入脱木素溶液中，在80℃，300rpm下反应3-5h，反应结束后用去离子水洗涤至中性，在50℃烘箱中烘干，得到脱木素秸秆纤维；
13、③将tempo和溴化钠溶解于去离子水中，得到氧化液，加入步骤②所制备的脱木素秸秆纤维，室温条件下，100rpm搅拌反应，逐滴加入次氯酸钠溶液，保持反应体系的ph为10-12，反应3-5h，反应完成后，用无水乙醇洗涤至中性，真空干燥24h，得到改性秸秆纤维；
14、优选地，在步骤②中，所述亚氯酸钠和冰乙酸的质量比为5-10:2-3；
15、优选地，在步骤②中，所述亚氯酸钠在去离子水中的质量分数为0.7-1.5%；
16、优选地，在步骤②中，所述秸秆粉末在脱木素溶液中的质量分数为1.5-3%；
17、优选地，在步骤③中，所述tempo和溴化钠的质量比为1-2:10；
18、优选地，在步骤③中，所述tempo在去离子水中的质量分数为0.2-0.4‰；
19、优选地，在步骤③中，所述脱木素秸秆纤维在氧化液中的质量分数为1.0-2.0%；
20、优选地，在步骤③中，所述次氯酸钠溶液的浓度为15mol/l，次氯酸钠溶液的使用量为20-30ml。
21、本专利技术还提供一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，具体包括以下步骤：
22、s1、将锌盐溶解于去离子水中，得到质量分数为15-18%的锌盐溶液；
23、s2、将咪唑化合物加入去离子水中，滴加三乙胺，混合均匀，加入改性秸秆纤维和温敏性聚合物单体，混合均匀，呈油水混合态，得到聚合前体溶液；
24、s3、将步骤s1所制备的锌盐溶液缓慢加入至步骤s2所制备的聚合前体溶液，向反应体系中通入n2，置于磁力搅拌器上进行搅拌，以100-150rpm的速度搅拌，加热至50-70℃时，加入引发剂和交联剂，反应8-10h；
25、s4、待步骤s3反应结束后，在10000-12000rpm下离心5min，收集沉淀用去离子水进行洗涤，干燥后得到降滤失剂；
26、优选地，在步骤s2中，所述咪唑化合物在去离子水中的质量分数为4-5%；
27、优选地，在步骤s2中，所述三乙胺和咪唑化合物的质量比为1:1-1.5。
28、本专利技术取得的有益效果如下：
29、本专利技术提供一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂及其制备方法，通过将环保型的秸秆纤维进行改性后，与温敏性聚合物进行交联反应，配合有机金属框架纳米颗粒，形成具有高温适应性的降滤失剂，能够在高温高盐的环境下，在井壁上形成致密滤饼，从而减少滤失量；本专利技术中，秸秆纤维经过脱木素和氧化处理后，其表面具有高含量的羧基基团，具有高度亲水性；向咪唑化合物溶液中加入改性秸秆纤维和温敏性聚合物单体，混合均匀后，在加入锌盐溶液，通过引发剂和交联剂，在zif-8金属有机框架成型时，亲水性高分子和温敏性高分子在聚合的过程中对zif-8形成缠绕、包裹，控制zif-8的生长形态；水基钻井液体系内，随着钻井深度的增加，井下温度也随之升高，在温度较低时，改性纤维秸秆和温敏性聚合物的分子链间与水分子之间存在大量的氢键作用，能够均匀分散，并且通过分子间作用力，吸附在黏土表面，在井壁上形成滤饼，起到降滤失的作用；随着温度逐渐升高，温敏性聚合物受到热扰动，聚合物的空间结构不断收缩，疏水性逐渐增强，同时与改性秸秆纤维间的作用力逐渐减弱，以金属框架为填充基体，其外紧密包裹高分子聚合物，改性秸秆纤维具有亲水性，能够通过氢键作用力形成定向吸附于地层裂缝中，疏水端的zif-8能够定向填充于地层裂缝中，由于微粒形状均匀，尺寸较小，因此其填充性能较高，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述降滤失剂包括如下重量份的组分：改性秸秆纤维15-30份、温敏性聚合物单体5-15份、咪唑化合物18-22份、锌盐10-20份、交联剂1-1.5份、引发剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述改性秸秆纤维的秸秆原料来源于小麦、玉米、大麦、亚麻、棉花中的至少一种；所述温敏性聚合物单体包括N-乙烯基己内酰胺、N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述咪唑化合物为2-甲基咪唑；所述锌盐为六水合硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、戊二酸、丁二酸、柠檬酸中的至少一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高密度环
7.根据权利要求6所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：所述改性秸秆纤维的制备方法具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：在步骤②中，所述亚氯酸钠和冰乙酸的质量比为5-10:2-3；所述亚氯酸钠在去离子水中的质量分数为0.7-1.5%；所述秸秆粉末在脱木素溶液中的质量分数为1.5-3%。
9.根据权利要求8所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：在步骤③中，所述TEMPO和溴化钠的质量比为1-2:10；所述TEMPO在去离子水中的质量分数为0.2-0.4‰。
10.根据权利要求9所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：在步骤③中，所述脱木素秸秆纤维在氧化液中的质量分数为1.0-2.0%；所述次氯酸钠溶液的浓度为15mol/L，次氯酸钠溶液的使用量为20-30mL。
...【技术特征摘要】
1.一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述降滤失剂包括如下重量份的组分：改性秸秆纤维15-30份、温敏性聚合物单体5-15份、咪唑化合物18-22份、锌盐10-20份、交联剂1-1.5份、引发剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述改性秸秆纤维的秸秆原料来源于小麦、玉米、大麦、亚麻、棉花中的至少一种；所述温敏性聚合物单体包括n-乙烯基己内酰胺、n-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述咪唑化合物为2-甲基咪唑；所述锌盐为六水合硝酸锌、氯化锌、硫酸锌中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂，其特征在于：所述交联剂为戊二醛、戊二酸、丁二酸、柠檬酸中的至少一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的高密度环保型抗高温抗盐降滤失剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的高密度环保...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚毅，钱洪芳，范绍林，胡亮，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。