【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田化学品，涉及一种改性淀粉化合物，具体涉及一种淀粉基聚合物及其制法与应用。
技术介绍
1、近年来，钻采深地化对钻井液性能提出了更高要求，井底高温及盐卤储层开发亟需配套高性能钻井助剂。以磺化沥青技术为主的防塌固壁材料和以功能型合成聚合物为主的抗高温降滤失剂材料为提高钻井效率、延长安全施工周期提供了有力支撑。但伴随上游现场对钻采助剂环保性能持续关注，沥青类材料应用受限，高效聚合物助剂的开发与应用逐渐成为研究热点。以雪弗龙driscal抗高温降滤失剂为代表的高性能聚合物助剂抗温超过200℃，在上游市场得到推广、应用，但相关产品售价昂贵，且往往随体系出售，不单独售卖，也为现场降本增效带来困难。面对现场高温高盐储层开发的应用需求与环保需求，以及高性能钻采助剂采购与应用的成本导向，与绿色天然大分子聚合物相关研究与日俱增。其中，以来源广泛、廉价易得、环保可降解的淀粉及木质素相关研究逐渐增多，对淀粉材料的改性主要以醚化改性与接枝改性为主。
2、专利cn 106634880 a公开了一种水基钻井液用双亲淀粉降滤失剂及其制备方法，该方法采用淀粉醚化与接枝相结合的手段，得到具有良好抗盐耐温能力的改性淀粉产品，在2.0％加入量下，经150℃、16h老化仍具有良好的降滤失性能。cn108410435a公开了一种钻井液用纳米淀粉降滤失剂及其制备方法，首先制备了适用于醚化改性的纳米淀粉粒，而后进行醚化改性、交联改性，经提纯得到的纳米淀粉降滤失剂在160℃下老化16h后具有良好的降滤失能力，加入产品的基浆hthp滤失量均小于35ml
3、结合上述分析可以看出，通过醚化或接枝改性制备了抗温能力140～160℃之间的改性淀粉产品，抗温降滤失性优异，能够满足部分深井的应用需求。但总体而言，目前在井底温度超过180℃的储层开发中，还缺乏兼具环保与抗温需求的改性淀粉产品，以满足深部储层绿色开发需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术核心目的是提供一种淀粉基聚合物及其制备方法与应用。本专利技术制备方法得到的淀粉基聚合物耐盐抗温降滤失性能好，兼具环保、润滑、水溶性好、成本低、易存储等特点。
2、本专利技术第一方面提供一种淀粉基聚合物，以重量份数计，所述淀粉基聚合物原料包括如下组分：100份淀粉、20～60份水、0.5～1.5份淀粉酶、0.5～10份增塑剂、0.6～6份引发剂、40～240份丙烯酰胺、20～80份功能单体、0.05～0.25份n,n-亚甲基双丙烯酰胺；优选的，所述淀粉基聚合物原料包括如下组分：100份淀粉、30～50份水、0.75～1.25份淀粉酶、2～8份增塑剂、1～5份引发剂、60～180份丙烯酰胺、30～70份功能单体、0.1～0.2份n,n-亚甲基双丙烯酰胺。
3、上述淀粉基聚合物中，所述的淀粉酶为异淀粉酶，异淀粉酶比活力为2000～6000u/g底物。
4、上述淀粉基聚合物中，所述的增塑剂为多元醇、胺、含ia族金属无机盐、聚合醇、聚酯中的一种或多种。其中，多元醇为c2-c6多元醇，具体可以是乙二醇、甘油、山梨醇、甘露醇、赤藓醇中的一种或几种；胺可以为尿素、硫脲、甲酰胺中的一种或几种；含ia族金属无机盐可以为氯化钠、溴化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、硅酸钠、氯化钾、溴化钾、硫酸钾、亚硫酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或几种；聚合醇可以选自于聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000中的至少一种，聚酯可以选自于甘油单脂肪酸酯、1-乙基-3甲基咪唑乙酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种。
5、上述淀粉基聚合物中，所述的淀粉为绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或几种，优选为玉米淀粉和/或马铃薯淀粉。
6、上述淀粉基聚合物中，所述的功能单体为磺酸基单体和/或膦酸基单体，具体的功能单体可以是甲基丙烯酰氧乙基-n,n-二甲基丙磺酸盐、n，n-二甲基烯丙基胺丙磺酸盐、4-乙烯基吡啶丙磺酸盐、n-甲基二烯丙基丙磺酸盐、n-甲基二烯丙基丁磺酸盐、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙磺酸、2-丙烯酰氧异戊烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、烯丙基膦酸、(2-甲基烯丙基)膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二甲酯、乙烯基膦酸、2-甲基乙烯基膦酸、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙膦酸中的一种或多种。
7、上述淀粉基聚合物中，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的任一种或两种。
8、上述淀粉基聚合物中，淀粉基聚合物耐温能力≥180℃，高温高压滤失量(hthp)≤25ml，抗nacl能力≥300000mg/l，抗二价盐能力≥50000mg/l。
9、本专利技术第二方面提供一种淀粉基聚合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
10、(1)在接触条件下，将淀粉和淀粉酶混合，同时引入水，混匀后进行养护处理；
11、(2)向步骤(1)得到的物料中加入增塑剂，混匀并进行冷却处理；
12、(3)向步骤(2)得到的物料中加入引发剂、丙烯酰胺、功能单体、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和水进行爆聚反应，反应完成后得到的物料进一步经任选的成型和干燥处理后得到淀粉基聚合物。
13、上述淀粉基聚合物的制备方法中，步骤(1)中的反应可以在混捏反应器中进行，具体过程为首先向混捏反应器内加入淀粉和淀粉酶，在捏合过程中喷淋水，然后进行养护处理。混捏反应器可以采用本领域现有的设备，可以为不锈钢材质，密封状态下配套设置有真空泄压装置。
14、上述淀粉基聚合物的制备方法中，步骤(1)中养护处理的温度为30～70℃，优选为40～60℃；养护处理时间为10～50min，优选为20～40min。
15、上述淀粉基聚合物的制备方法中，步骤(1)中的所述的淀粉为绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或几种，优选为玉米淀粉和/或马铃薯淀粉。
16、上述淀粉基聚合物的制备方法中，步骤(1)中的淀粉酶为异淀粉酶，异淀粉酶比活力为2000～6000u/g底物。
17、上述淀粉基聚合物的制备方法中，步骤(2)中所述的增塑剂为多元醇、胺、含ia族金属无机盐、聚合醇、聚酯中的一种或多种。其中，多元醇为c2-c6多元醇，具体可以是乙二醇、甘油、山梨醇、甘露醇、赤藓醇中的一种或几种；胺可以为尿素、硫脲、甲酰胺中的一种或几种；含ia族金属无机盐可以为氯化钠、溴化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种淀粉基聚合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中养护处理的温度为30～70℃，优选为40～60℃。
3.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中的淀粉为绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或几种，优选为玉米淀粉和/或马铃薯淀粉。
4.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中的淀粉酶为异淀粉酶，异淀粉酶比活力为2000～6000U/g底物。
5.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（2）中的增塑剂为多元醇、胺、含IA族金属无机盐、聚合醇、聚酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，多元醇为C2-C6多元醇，是乙二醇、甘油、山梨醇、甘露醇、赤藓醇中的一种或几种；胺为尿素、硫脲、甲酰胺中的一种或几种；含IA族金属无机盐为氯化钠、溴化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、硅酸钠、氯化
7.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（2）中冷却至15～35℃，优选为20～30℃。
8.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的任一种或几种。
9.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基- N, N-二甲基丙磺酸盐、N，N-二甲基烯丙基胺丙磺酸盐、4-乙烯基吡啶丙磺酸盐、N-甲基二烯丙基丙磺酸盐、N-甲基二烯丙基丁磺酸盐、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙磺酸、2-丙烯酰氧异戊烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、烯丙基膦酸、(2-甲基烯丙基)膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二甲酯、乙烯基膦酸、2-甲基乙烯基膦酸、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙膦酸中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的反应温度为40～50℃，反应时间为20～60min。
11.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中待爆聚反应发生后停止加热。
12.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的干燥温度为80～120℃，干燥时间为0.5～2h。
13.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，以重量份数计，淀粉、水、淀粉酶、增塑剂、引发剂、丙烯酰胺、功能单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺的用量如下：100份淀粉、20～60份水、0.5～1.5份淀粉酶、0.5～10份增塑剂、0.6～6份引发剂、40～240份丙烯酰胺、20～80份功能单体、0.05～0.25份N,N-亚甲基双丙烯酰胺；优选为100份淀粉、30～50份水、0.75～1.25份淀粉酶、2～8份增塑剂、1～5份引发剂、60～180份丙烯酰胺、30～70份功能单体、0.1～0.2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
14.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中水的用量为5～20份，优选为8～16份。
15.一种淀粉基聚合物，以重量份数计，所述淀粉基聚合物原料包括如下组分：100份淀粉、20～60份水、0.5～1.5份淀粉酶、0.5～10份增塑剂、0.6～6份引发剂、40～240份丙烯酰胺、20～80份功能单体、0.05～0.25份N,N-亚甲基双丙烯酰胺；优选的，所述淀粉基聚合物原料包括如下组分：100份淀粉、30～50份水、0.75～1.25份淀粉酶、2～8份增塑剂、1～5份引发剂、60～180份丙烯酰胺、30～70份功能单体、0.1～0.2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺；功能单体为磺酸基单体和/或膦酸基单体。
16.根据权利要求15所述的淀粉基聚合物，其中，所述的淀粉酶为异淀粉酶，异淀粉酶比活力为2000～6000U/g底物。
17.根据权利要求15所述的淀粉基聚合物，其中，所述的增塑剂为多元醇、胺、含IA族金属无机盐、聚合醇、聚酯中的一种或多种；其中，多元醇为C2-C6多元醇，是乙二醇、甘油、山梨醇、甘露醇、赤藓醇中的一种或几种；胺为尿素、硫...
【技术特征摘要】
1.一种淀粉基聚合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中养护处理的温度为30～70℃，优选为40～60℃。
3.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中的淀粉为绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或几种，优选为玉米淀粉和/或马铃薯淀粉。
4.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（1）中的淀粉酶为异淀粉酶，异淀粉酶比活力为2000～6000u/g底物。
5.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（2）中的增塑剂为多元醇、胺、含ia族金属无机盐、聚合醇、聚酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，多元醇为c2-c6多元醇，是乙二醇、甘油、山梨醇、甘露醇、赤藓醇中的一种或几种；胺为尿素、硫脲、甲酰胺中的一种或几种；含ia族金属无机盐为氯化钠、溴化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、硅酸钠、氯化钾、溴化钾、硫酸钾、亚硫酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硝酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾中的一种或几种；聚合醇选自于聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000中的至少一种，聚酯选自于甘油单脂肪酸酯、1-乙基-3 甲基咪唑乙酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（2）中冷却至15～35℃，优选为20～30℃。
8.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的任一种或几种。
9.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基- n, n-二甲基丙磺酸盐、n，n-二甲基烯丙基胺丙磺酸盐、4-乙烯基吡啶丙磺酸盐、n-甲基二烯丙基丙磺酸盐、n-甲基二烯丙基丁磺酸盐、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙磺酸、2-丙烯酰氧异戊烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、烯丙基膦酸、(2-甲基烯丙基)膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二乙酯、烯丙基膦酸二甲酯、乙烯基膦酸、2-甲基乙烯基膦酸、2-甲基-2-丙烯酰氨基丙膦酸中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的反应温度为40～50℃，反应时间为20～60min。
11.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中待爆聚反应发生后停止加热。
12.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，步骤（3）中的干燥温度为80～120℃，干燥时间为0.5～2h。
13.根据权利要求1所述的淀粉基聚合物的制备方法，其中，以重量份数计，淀粉、水、淀粉酶、增塑剂、引发剂、丙烯酰胺、功能单体、n,n-亚甲基双丙烯酰胺的用量如下：100份淀粉、20～60份水、0.5～1.5份淀粉酶、0.5～10份增塑剂、0.6～6份引发剂、40～240份丙烯酰胺、20～80份功能单体、0.05～0....
【专利技术属性】
技术研发人员：贾未鸣，王晨，杨超，张敬辉，李杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
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。