本发明公开了一种耐高温长效降滤失剂的制备方法，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
随着石油资源的匮乏和为满足人们生产生活的需要，对深井和超深井的油气开发已经成为必然。但由于开采技术的限制，使得深部地层的油气资源未能较好的服务于人类。具体表现为：深井、超深井井下温度和压力高，地层结构比较复杂，钻井过程中经常会遇到高压油气层和盐水层。在这种情况下，人们对钻井完井液性能不稳定、滤失量过高等技术难题难以解决，在钻井作业过程中会经常发生井下坍塌和卡钻等井下复杂事故，给钻井工作带来了极大的不便。研究抗高温钻井液特别是对油田化学品降滤失剂的研制已成为一个急需解决的重要课题。目前现场使用的降滤失剂种类繁多，大部分应用在180℃以下，当处于200℃以上环境时，降滤失效果明显下降，为保证钻井液的降滤失效果，必须增加油田化学品的用量，但加入量过多，不但增加了经济成本，而且钻井液的流变性能也会发生很大变化，使钻井工作不能正常进行。同时，目前市场上性能较号的降滤失剂普遍价格较高，因此限制了使用。为了不耐高温的缺点，因此，研究和开发新型的价格低廉，且耐高温性能好的降滤失剂具有广阔的市场前景。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统的降滤失剂普遍存在耐高温性能较差的问题，提供了一种耐高温长效降滤失剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐高温长效降滤失剂的制备方法，具体制备步骤为：（1）将氧化石墨烯与n-甲基吡咯烷酮按质量比1：150～1：200混合，密闭超声分散后，得氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与4,4＇-二氨基二苯醚按质量比80：1～120：1混合，于氮气氛围下，搅拌反应后，减压抽滤，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯先用n-甲基吡咯烷酮洗涤2～5次后，再用乙醇和水各洗涤3～5次后，干燥，得改性氧化石墨烯；（2）按重量份数计，依次称取：4～5份羧甲基纤维素，10～12份壳聚糖醋酸溶液，20～30份丙烯酰胺，10～14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，7～9份二甲基二烯丙基氯化铵，10～13份醋酸乙烯酯，5～8份引发剂和200～300份水，将丙烯酰胺与水混合，并加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，搅拌混合后，再加入羧甲基纤维素，壳聚糖醋酸溶液和引发剂，于氮气氛围下搅拌反应后，调节ph至6.5～7.5，继续搅拌反应，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：2～1：3混合，过滤，真空干燥，得耐高温长效降滤失剂坯料；（3）按重量份数计，依次称取：40～60份耐高温长效降滤失剂坯料，5～10份改性氧化石墨烯，8～16份环氧大豆油，3～6份表面活性剂，4～6份无机盐和50～80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合，并加入改性氧化石墨烯，环氧大豆油，表面活性剂和无机盐，搅拌混合后，得耐高温长效降滤失剂。步骤（2）所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为85～95%的壳聚糖与质量分数为12～15%的醋酸按质量比1：50～1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。步骤（2）所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。步骤（2）所述引发剂为过硫酸钾，过硫酸钠或过硫酸铵中任意一种。步骤（3）所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠或乳化剂op-10中任意一种。步骤（3）所述无机盐为氯化锌或氯化镁中任意一种。本发明的有益效果是：（1）本发明在制备耐高温长效降滤失剂时加入壳聚糖和羧甲基纤维素，首先，加入壳聚糖和羧甲基纤维素在加入产品中后可接枝于聚丙烯酰胺分子链上，从而使产品在使用过程中形成丰富的网络结构，进而在井壁周围快速形成防滤失层，进而使产品的防滤失效果提高，并且由于交联网络的形成可使防滤失层的强度提高，从而使产品的耐久性提高，其次，加入的壳聚糖和羧甲基纤维素具有生物可降解性，在使用后，随着使用时间的推移，羧甲基纤维素可被微生物降解，大量微生物可被壳聚糖杀灭，进而在防滤失层中形成腐殖质，进而使产品的防滤失性提高，使用寿命提高；（2）本发明在制备耐高温长效降滤失剂时加入改性氧化石墨烯和环氧大豆油，首先，改性后的氧化石墨烯表面仍具有含氧基团，在加入产品中后，可在静电力的作用下，吸附于防滤失层表面，从而提高防滤失层的热稳定性，进而使产品的耐高温性能提高，其次，改性后的氧化石墨烯内含有氨基基团，在加入产品中后，可在产品使用过程中，在催化剂的作用下环氧大豆油可与壳聚糖和羧甲基纤维素发生交联反应，从而使防滤失层的力学性能提高，交联密度提高，进而提高产品的防滤失效果，延长产品的使用时间。具体实施方式将氧化石墨烯与n-甲基吡咯烷酮按质量比1：150～1：200混合于烧瓶中，将烧瓶密封，并于频率为45～55khz的条件下超声分散20～30min后，得氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与4,4＇-二氨基二苯醚按质量比80：1～120：1混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以10～20ml/min的速率通入氮气，先于温度为40～45℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌反应30～35min后，再于温度为70～75℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌反应40～45min后，减压抽滤，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯先用n-甲基吡咯烷酮洗涤2～5次后，再用乙醇和水各洗涤3～5次后，并将洗涤后的预改性氧化石墨烯于温度为40℃的条件下真空干燥25～30h后，得改性氧化石墨烯；按重量份数计，依次称取：4～5份羧甲基纤维素，10～12份壳聚糖醋酸溶液，20～30份丙烯酰胺，10～14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，7～9份二甲基二烯丙基氯化铵，10～13份醋酸乙烯酯，5～8份引发剂和200～300份水，将丙烯酰胺与水混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合20～40min后，再向四口烧瓶中加入羧甲基纤维素，壳聚糖醋酸溶液和引发剂，并向四口烧瓶中以12～20ml/min的速率通入氮气，于温度为60～65℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌反应40～50min后，用质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的ph至6.5～7.5，继续于温度为60～65℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌反应40～50min后，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：2～1：3混合，于温度为30～35℃，转速为300～350r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60℃的条件下真空干燥5～6h后，得耐高温长效降滤失剂坯料；按重量份数计，依次称取：40～60份耐高温长效降滤失剂坯料，5～10份改性氧化石墨烯，8～16份环氧大豆油，3～6份表面活性剂，4～6份无机盐和50～80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性氧化石墨烯，环氧大豆油，表面活性剂和无机盐，于温度为30～35℃，转速为600～900r/min的条件下，搅拌混合20～60min后，得耐高温长效降滤失剂。所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为85～95%的壳聚糖与质量分数为12～15%的醋酸按质量比1：50～1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。所述引发剂为过硫酸钾，过硫酸钠或过硫酸铵中任意一种。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠或乳化剂op-10中任意一种。所述无机盐为氯化锌或氯化镁中任意一种。实例1将氧化石墨烯与n-甲基吡咯烷酮按质量比1：200混合于烧瓶中，将烧瓶密封，并于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与4,4＇-二氨基二苯醚按质量比120：1混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，先于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应35min后，再于温度为75℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应45min后，减压抽滤，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯先用n-甲基吡咯烷酮洗涤5次后，再用乙醇和水各洗涤5次后，并将洗涤后的预改性氧化石墨烯于温度为40℃的条件下真空干燥30h后，得改性氧化石墨烯；按重量份数计，依次称取：5份羧甲基纤维素，12份壳聚糖醋酸溶液，30份丙烯酰胺，14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，9份二甲基二烯丙基氯化铵，13份醋酸乙烯酯，8份引发剂和300份水，将丙烯酰胺与水混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，再向四口烧瓶中加入羧甲基纤维素，壳聚糖醋酸溶液和引发剂，并向四口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的ph至7.5，继续于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：3混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60℃的条件下真空干燥6h后，得耐高温长效降滤失剂坯料；按重量份数计，依次称取：60份耐高温长效降滤失剂坯料，10份改性氧化石墨烯，16份环氧大豆油，6份表面活性剂，6份无机盐和80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性氧化石墨烯，环氧大豆油，表面活性剂和无机盐，于温度为35℃，转速为900r/min的条件下，搅拌混合60min后，得耐高温长效降滤失剂。所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为95%的壳聚糖与质量分数为15%的醋酸按质量比1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。所述引发剂为过硫酸钾。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述无机盐为氯化锌。实例2按重量份数计，依次称取：5份羧甲基纤维素，12份壳聚糖醋酸溶液，30份丙烯酰胺，14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，9份二甲基二烯丙基氯化铵，13份醋酸乙烯酯，8份引发剂和300份水，将丙烯酰胺与水混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，再向四口烧瓶中加入羧甲基纤维素，壳聚糖醋酸溶液和引发剂，并向四口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的ph至7.5，继续于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：3混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60℃的条件下真空干燥6h后，得耐高温长效降滤失剂坯料；按重量份数计，依次称取：60份耐高温长效降滤失剂坯料，10份氧化石墨烯，16份环氧大豆油，6份表面活性剂，6份无机盐和80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性氧化石墨烯，环氧大豆油，表面活性剂和无机盐，于温度为35℃，转速为900r/min的条件下，搅拌混合60min后，得耐高温长效降滤失剂。所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为95%的壳聚糖与质量分数为15%的醋酸按质量比1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。所述引发剂为过硫酸钾。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述无机盐为氯化锌。实例3将氧化石墨烯与n-甲基吡咯烷酮按质量比1：200混合于烧瓶中，将烧瓶密封，并于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与4,4＇-二氨基二苯醚按质量比120：1混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，先于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应35min后，再于温度为75℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应45min后，减压抽滤，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯先用n-甲基吡咯烷酮洗涤5次后，再用乙醇和水各洗涤5次后，并将洗涤后的预改性氧化石墨烯于温度为40℃的条件下真空干燥30h后，得改性氧化石墨烯；按重量份数计，依次称取：12份壳聚糖醋酸溶液，30份丙烯酰胺，14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，9份二甲基二烯丙基氯化铵，13份醋酸乙烯酯，8份引发剂和300份水，将丙烯酰胺与水混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，再向四口烧瓶中加入壳聚糖醋酸溶液和引发剂，并向四口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的ph至7.5，继续于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：3混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60℃的条件下真空干燥6h后，得耐高温长效降滤失剂坯料；按重量份数计，依次称取：60份耐高温长效降滤失剂坯料，10份改性氧化石墨烯，16份环氧大豆油，6份表面活性剂，6份无机盐和80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性氧化石墨烯，环氧大豆油，表面活性剂和无机盐，于温度为35℃，转速为900r/min的条件下，搅拌混合60min后，得耐高温长效降滤失剂。所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为95%的壳聚糖与质量分数为15%的醋酸按质量比1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。所述引发剂为过硫酸钾。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述无机盐为氯化锌。实例4将氧化石墨烯与n-甲基吡咯烷酮按质量比1：200混合于烧瓶中，将烧瓶密封，并于频率为55khz的条件下超声分散30min后，得氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与4,4＇-二氨基二苯醚按质量比120：1混合于三口烧瓶中，向三口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，先于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应35min后，再于温度为75℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应45min后，减压抽滤，得预改性氧化石墨烯，将预改性氧化石墨烯先用n-甲基吡咯烷酮洗涤5次后，再用乙醇和水各洗涤5次后，并将洗涤后的预改性氧化石墨烯于温度为40℃的条件下真空干燥30h后，得改性氧化石墨烯；按重量份数计，依次称取：5份羧甲基纤维素，12份壳聚糖醋酸溶液，30份丙烯酰胺，14份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，9份二甲基二烯丙基氯化铵，13份醋酸乙烯酯，8份引发剂和300份水，将丙烯酰胺与水混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵和醋酸乙烯酯，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，再向四口烧瓶中加入羧甲基纤维素，壳聚糖醋酸溶液和引发剂，并向四口烧瓶中以20ml/min的速率通入氮气，于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的ph至7.5，继续于温度为65℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应50min后，得混合物，将混合物与丙酮按质量比1：3混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为60℃的条件下真空干燥6h后，得耐高温长效降滤失剂坯料；按重量份数计，依次称取：60份耐高温长效降滤失剂坯料，10份改性氧化石墨烯，6份表面活性剂，6份无机盐和80份水，将耐高温长效降滤失剂坯料与水混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性氧化石墨烯，表面活性剂和无机盐，于温度为35℃，转速为900r/min的条件下，搅拌混合60min后，得耐高温长效降滤失剂。所述壳聚糖醋酸溶液为将脱乙酰度为95%的壳聚糖与质量分数为15%的醋酸按质量比1：60混合，得壳聚糖醋酸溶液。所述二甲基二烯丙基氯化铵为质量分数为60%的二甲基二烯丙基氯化铵水溶液。所述引发剂为过硫酸钾。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述无机盐为氯化锌。对比例：河南某化工有限公司生产的降滤失剂。将实例1至实例4所得的耐高温长效降滤失剂及对比例产品，进行性能检测，具体检测方法如下：滤失量：于水压为2.0mpa的条件下，测试滤失量。耐高温性：将经实例1至实例4所得的耐高温长效降滤失剂及对比例产品在温度为200℃的条件下，老化8h后，测试滤失量。具体检测结果如表1所示：表1耐高温长效降滤失剂性能检测结果检测项目实例1实例2实例3实例4对比例滤失量/ml2.04.36.18.818.9老化后滤失量/ml4.06.27.911.6522.6由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的耐高温长效降滤失剂具有优异的降滤失性能，且具有较好的耐高温性。当前第1页12