绿色淀粉基钻井液降滤失剂合成及研发趋势.pdf

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1、第3O卷第5期钦州学院学报20l5年5月V0】．3ONo．5JOURNALOFQINZHOUUNIVERSITYMay．，2015绿色淀粉基钻井液降滤失剂合成及研发趋势王爱荣，石海信，方丽萍，陆来仙(钦州学院化学化工学院广西高校北部湾石油天然气资源有效利用重点实验室，广西钦州535000)[摘要]根据羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、复合离子醚化淀粉、丙烯酰胺接枝淀粉和硅改性淀粉等变性淀粉降滤失剂合成历程及降滤失机理表明，单变性淀粉抗温性通常低于130oC，复合变性淀粉抗温耐盐性能较佳，有望成为新一代深井钻探用淀粉基降滤失剂，其研发趋势之一是开发含硅基团的多元共聚接

2、枝淀粉降滤失剂。[关键词]改性淀粉；钻井液添加剂；降滤失剂；合成历程；降滤失机理[中图分类号]TE2，TS23[文献标识码]A[文章编号]1673—8314(2015)05—0012—06石油与天然气是非常重要的化石能源资源，应，形成性能较佳的醚化淀粉、阳离子淀粉、接枝各国对油气资源需求量持续增加，但浅层油气资共聚淀粉等化学变性淀粉，从而能有效地改善原源日益枯竭，各国纷纷把开采的目光瞄向了深部淀粉性能，拓宽其在油田化学中的应用范围。目地层油气。但深部地层地质结构复杂，且随着地前，国内外已开发了多种淀粉基钻井液降滤失层深度的增加，深井及超深井的井底温度一般都

3、剂J。本研究首先对淀粉基降滤失剂合成历程超过170oCL1J，如此高的钻探温度给钻井液添加及其降滤失机理进行深入分析，探讨了利用淀粉剂能否维持稳定的性能带来了极大的挑战。已有开发绿色降滤失剂的潜力，并对开发抗高温淀粉的油基钻井液添加剂具有抗温能力强及润滑性能基降滤失剂发展趋势进行了展望。好等优点，但也存在着易对环境造成污染，价格昂1不同类型淀粉基降滤失剂合成机理贵等问题J。基于油气开采及环境可持续发展的需要，各国都对高温条件下性能稳定的水基钻井1．1羧甲基淀粉降滤失剂液添加剂的绿色化研究给予了高度重视。淀粉作淀粉与一氯乙酸或一氯乙酸的钠盐在碱性条为天然绿色

4、农产品资源，其分子中含有化学反应件下可以生成羧甲基淀粉(CMS)。其合成反应历活性较大的羟基(-OH)和糖苷键(一C—O—C一)，程见图1：能与许多物质发生醚化、阳离子化、接枝等化学反[收稿日期]2015—03—24[基金项目]广西自然科学基金项目：微波非热效应对木薯淀粉结构及其化学反应活性的影响研究(2013GXNSFAA019023)；广西高校科学技术研究项目：外场强化法制备淀粉类绿色石油降滤失剂的研究(KY2015LX517)；钦州学院校级科研项目：无机交联醚化淀粉的制备及其在石油化工中应用的基础研究(2014XJKY一19B)。[作者简介]王爱荣(

5、1982一)，女，山东潍坊人，钦州学院化学化工学院办公室主任，经济师。第5期王爱荣，石海信，方丽萍，陆来仙：绿色淀粉基钻井液降滤失剂合成及研发趋势13HOSt0H+UH————’．．HUStU+H【)‘Il-45-65℃℃}，Io推d一HOStO一+[cl—cH一HOSt—O-一℃一c二HOSt—OCH2CO0一+C1一OIi一‘C10⋯‘图1羧甲基淀粉合成反应历程Fjg．1Carboxymethylstarchsynthesisreactionmechanism从图1可见，淀粉(starch，结构简式为HOS一向，应是加强干法工艺或外场(超声、微波)强化

6、tOH)先是在碱性条件下活化为带负电的淀粉负工艺研究。氧离子(HOStO一)，接着HOStO一与C1CHCO0一发另外，从图1合成历程所得产物来看，CMS生s2双分子亲核取代反应，得到羧甲基淀粉。分子中含有亲水性强的羧基(-COO一)，极易与水淀粉发生羧甲基化反应后，所得的CMS分子链中形成氢键，具有良好的亲水性能，可以在一定程度引入了醚键(-C-O-C一)和羧基(一CO0一)，因此，上防止水流失，因而具有降滤失性能。同时，羧甲CMS是一种醚化淀粉。根据是否采用溶剂，CMS基是通过醚键(C-O-C)与淀粉分子链相连接的，合成工艺分为干法与溶剂法二大类。以水

7、为抗温性能不是很佳，使用温度最好小于130℃。媒介的常规水浴加热制得的产物取代度一般小于2006年，陕西国防工业职业技术学院杨艳丽等_90．1，用干法可合成取代度大于0．7的产品，但需用玉米淀粉为原料，氯乙酸为羧甲基化试剂，合成时较长。本课题组2013年利用超声强化技术，以了水基钻井液羧甲基淀粉降滤失剂。结果表明，玉米淀粉为原料，用乙醇一水为溶剂，在180min在最佳的合成配方及合成工艺条件下，所得到的内制备了取代度为0．308的羧甲基玉米淀粉⋯。羧甲基淀粉在加入量为2％时降滤失率约46％，2014年，本课题组利用超声一微波协同强化技术，抗盐、抗钙性能较好

8、，在90—130oC范围内具有一以木薯淀粉为原料，乙醇溶液为媒介，