水基钻井液降滤失剂磺丙基淀粉的制备与性能研究

发布时间：2018-01-09 02:08

  本文关键词：水基钻井液降滤失剂磺丙基淀粉的制备与性能研究　出处：《中国石油大学(华东)》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：2-羟基-3-磺酸基丙基淀粉醚(HSPS)是一种以玉米淀粉为原料合成的绿色化学品,在油田生产中有稳定井壁、絮凝钻屑、降滤失等作用,具有一定的的耐热、抗盐和抗钙性能。目前对于HSPS开发应用还不多见,因此探索一种能够生产高降滤失性能的HSPS制备工艺,并对产品降滤失性能进行系统的研究具有重要的现实意义。由于反应中使用的醚化剂3-氯-2-羟基丙磺酸钠(CHPS-Na)的工业化产品还不够成熟,因此本文首先对它的合成工艺进行研究,通过单因素实验确定产品的最佳合成条件为:亚硫酸氢钠与环氧氯丙烷物质的量比为1.1,水与亚硫酸氢钠物质的量比为10,TBAB的用量为环氧氯丙烷质量的4%,反应温度85℃,滴加时间1.5h,反应时间1.5h,粗产品收率可达75.1%。在上述条件下,将重结晶母液和反应母液回收利用,替代溶剂水进行反应,重结晶母液回用所得粗品收率高达99.6%,反应母液回用一次所得粗产品收率为91.4%。通过红外光谱和核磁共振对产品进行表征。本文以玉米淀粉为原料,以CHPS-Na为醚化剂,通过正交实验和单因素实验优化了溶剂法合成HSPS的工艺条件。结果表明:淀粉乳浓度对HSPS的降滤失性能影响最大,其次是n(NaOH):n(CHPS-Na),反应时间的影响最小。制备改性淀粉的最佳合成条件为:n(CHPS-Na):n(starch)为0.45,n(NaOH):n(CHPS-Na)为0.9,反应温度55℃,反应时间1.5h,淀粉乳浓度33%。进一步探索了半干法制备HSPS的新工艺,实验发现反应温度对产品的降滤失性能影响最大,溶剂量次之,n(CHPS-Na):n(starch)影响最小。制备半干法产品最适宜的反应条件为:n(CHPS-Na):n(starch)为0.3,n(NaOH):n(CHPSNa)为1.2,反应时间1.5h,反应温度60℃,体系溶剂含量35%,氢氧化钠溶液的浓度30%。考察还发现,HSPS的降滤失性能与取代度DS的大小成正相关关系。本文参照GB/T 5005-2010中对改性淀粉的要求,对溶剂法产品和半干法产品的降滤失性能进行综合探究。结果表明:溶剂法产品可抗温至140℃,在140℃下,抗盐至20%,抗钙至350mg·L-1,抗镁至180mg·L-1。半干法产品在140℃下,可以抗盐至25%,抗钙至450mg·L-1,抗镁至240mg·L-1;且其能抗温至150℃,在150℃下,抗盐至4%,抗钙至250mg·L-1,抗镁至120mg·L-1。半干法产品的降滤失能力要优于溶剂法产品。
[Abstract]:In this paper , the synthesis technology of HSPS was studied by orthogonal experiment and single factor experiment . The optimum conditions for preparing modified starch were as follows : n ( CHPS - Na ) 鈭，

本文编号：1399559