CN107459982B - 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法 - Google Patents

一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107459982B
CN107459982B CN201610392660.8A CN201610392660A CN107459982B CN 107459982 B CN107459982 B CN 107459982B CN 201610392660 A CN201610392660 A CN 201610392660A CN 107459982 B CN107459982 B CN 107459982B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ionic liquid
drilling fluid
hydrate inhibitor
hydrate
until
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610392660.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107459982A (zh
Inventor
蓝强
徐运波
郑成胜
张鹏
李公让
张敬辉
于雷
吴雄军
刘振东
张妍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Drilling Fluid Technology Service Center Of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Co ltd
China Petrochemical Corp
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Oilfield Service Corp, Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp, Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp filed Critical Sinopec Oilfield Service Corp
Priority to CN201610392660.8A priority Critical patent/CN107459982B/zh
Publication of CN107459982A publication Critical patent/CN107459982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107459982B publication Critical patent/CN107459982B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/524—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning organic depositions, e.g. paraffins or asphaltenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/22—Hydrates inhibition by using well treatment fluids containing inhibitors of hydrate formers

Abstract

本发明涉及钻井液用水合物抑制剂技术领域，尤其涉及一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂，该水合物抑制剂以吡啶离子液为基础，在离子液合成过程中加入聚合醇形成吡啶‑聚合物复合物，可有效降低水合物生成温度的同时降低用量。一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂，包括按质量百分比构成的如下组分：20~25%卤代正构烷烃、15~20%吡啶（C5H5N）、5~10%盐酸苯胺（C6H5NH2•HCl）、10~15%氟硼酸钠（H4BF4N）、32~45%聚乙二醇。

Description

一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水合物抑制剂技术领域，尤其涉及一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法。
背景技术
在深水钻井过程中，经常会遇到低温高压的情况，在这种情况下会形成天然气水合物，这是一种水和烃等小分子共同结合形成的笼状结构的化合物，在深水钻探过程中，节流管汇、隔水管线、防喷器以及其他海底井口等位置在钻遇浅层天然气层时都会聚集天然气水合物，给深水钻探带来不可预测的危害。为了抑制水合物的生成，经过数十年的研究，国内外学者不断探索天然气水合物的形成机制、分布状态和规律以及预防和处理技术。天然水合物预防技术主要包括提高温度法、减少水量法、降低压力法、加入动力学抑制剂法、加入热力学抑制剂法等。其中，热力学抑制剂法是目前应用最为广泛的方法。早期主要采用注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质以改变水合物平衡条件。但采用此种方法加入量大，一般高达40%，有的甚至达到50%的质量比，防止水合物生成的费用高，同时对环境也有危害，而且还需要定期补充加量，进一步增加成本。从90年代起国内外开始研究用低计量的动力学抑制剂来代替甲醇等热力学抑制剂的使用，这种抑制剂加入量较低，效果较好，但当井筒温度处于过冷状态时，抑制效果大打折扣。近期人们对油气开采、加工和运输过程中存在的水合物形成机制，室内采用含有离子液的复合水合物抑制剂来抑制水合物的生成，CN201410655310.7报道了一种复合水合物抑制剂的制备方法，主要采用分子量为900~40000的聚乙烯基已内酰胺和烷基胍盐离子液体以1:1配比，可有效抑制水合物的形成，该体系适用于油气水三相或油水或气水两相共存体系。CN201410654989.8报道了聚乙烯基已内酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或N-乙烯基已内酰胺、N-乙烯吡咯烷酮和N，N-二甲基异丁烯酸乙酯的三元共聚物与咪唑离子液体以一定配比混合形成水合物抑制剂，这种抑制剂可在过冷条件下起作用。但上述两种方法所用离子液存在价格昂贵，加量较高的缺点。因此，对本领域技术人员而言，急需制备一种既可以有效降低水合物生成温度又具有低用量的水合物抑制剂。
发明内容
本发明提供了一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂，该水合物抑制剂解决了当前钻井液用水合物抑制剂用量较大、效果持续性不强等缺点，其以吡啶离子液为基础，在离子液合成过程中加入聚合醇形成吡啶-聚合物复合物，可有效降低水合物生成温度的同时降低用量。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂，包括按质量百分比构成的如下组分：20~25%卤代正构烷烃、15~20%吡啶（C5H5N）、5~10%盐酸苯胺（C6H5NH2•HCl）、10~15%氟硼酸钠（H4BF4N）、32~45%聚乙二醇。
较为优选的，所述卤代正构烷烃的通式为CnH2n+1R1，其中，n为3~8，R1为卤元素、氯元素、溴元素中的任意一个。
较为优选的，所述聚乙二醇的通式为HO(CH2CH2O)nH，其中，n为10~20。
较为优选的，制备生成所述钻井液用基于离子液的水合物抑制剂的反应过程中需要加入溶剂氯仿（150~200mL）以及丙酮（100-150mL），而后在反应完成后抽提去除。
另一方面，一种制备如上述钻井液用基于离子液的水合物抑制剂的方法，包含如下步骤：
1）在500 mL 圆底烧瓶（加标准回流装置，通氮气保护）中加入20~25g卤代正构烷烃，所述圆底烧瓶中加标准回流装置，并通氮气进行保护；
分三次加入15~20g吡啶，反应充分后加入5~10g盐酸苯胺，油浴加热至80~100℃，通过回流冷凝管接干燥器干燥30min，直至瓶底出现浑浊，出现白色晶体后，继续加热至白色晶体不再析出；
2）降温冷却至室温，取出进行真空抽滤，抽滤后的白色晶体继续放回烧瓶中, 加入150~200mL的氯仿，回流15~30 min，冷却后得到白色晶体完全析出后, 真空过滤，得到纯白晶体；
3）升高温度至100~150℃，加入100-150mL丙酮，逐渐加入10~15g氟硼酸钠，至完全溶解；
4）分六次加入32~45g聚乙二醇，直至全部溶解，再继续搅拌50min；
5）回流冷凝、干燥，将丙酮抽除，获得钻井液用基于离子液的水合物抑制剂。
与现有技术相比，本发明提供的钻井液用基于离子液的水合物抑制剂具有如下优点：（1）本发明用基于离子液的水合物抑制剂以吡啶离子液为基础，本身具有较强破坏水合物结构的能力，可以解除已经形成的水合物；（2）与聚乙二醇复合后，形成的复合物能够大幅度降低水合物的形成温度，能够预防水合物生成；（3）本发明的用量较低，用量0.1~0.3%就能够起到作用，且作用时间超过5天；（4）本方法简单、易行，容易推广。
具体实施方式
实施例1：
在500 mL 圆底烧瓶（接标准回流装置，通氮气保护）中加入20g氯代正构丙烷烃，分三次加入15g吡啶，加入10g盐酸苯胺，加热至90℃（油浴），回流（回流冷凝管接干燥器）30min，直至瓶底出现浑浊，出现白色晶体后，继续加热至白色晶体不再析出；降温冷却至室温，取出进行真空抽滤，抽滤后的白色晶体继续放回烧瓶中, 加入150mL的氯仿，回流15min，冷却后得到白色晶体完全析出后, 真空过滤，得到纯白晶体（继续放置于圆底烧瓶中）；升高温度至100℃，加入100mL丙酮，逐渐加入10g氟硼酸钠，至完全溶解；分六次加入45g聚乙二醇（HO(CH2CH2O)10H），直至全部溶解，再继续搅拌50min；回流冷凝、干燥，将丙酮抽除，获得钻井液用基于离子液的水合物抑制剂。
实施例2：
在500 mL 圆底烧瓶（加标准回流装置，通氮气保护）中加入23g溴代正构戊烷烃，分三次加入18g吡啶，加入5g盐酸苯胺，加热至80℃（油浴），回流（回流冷凝管接干燥器）30min，直至瓶底出现浑浊，出现白色晶体后，继续加热至白色晶体不再析出；降温冷却至室温，取出进行真空抽滤，抽滤后的白色晶体继续放回烧瓶中, 加入180mL的氯仿，回流20min，冷却后得到白色晶体完全析出后, 真空过滤，得到纯白晶体（继续放置于圆底烧瓶中）；升高温度至130℃，加入130mL丙酮，逐渐加入12.5g氟硼酸钠，至完全溶解；分六次加入41.5g聚乙二醇（HO(CH2CH2O)15H），直至全部溶解，再继续搅拌50min；回流冷凝、干燥，将丙酮抽除，获得钻井液用基于离子液的水合物抑制剂。
实施例3：
在500 mL 圆底烧瓶（加标准回流装置，通氮气保护）中加入25g溴代正构辛烷烃，分三次加入20g吡啶，加入8g盐酸苯胺，加热至100℃（油浴），回流（回流冷凝管接干燥器）30min，直至瓶底出现浑浊，出现白色晶体后，继续加热至白色晶体不再析出；降温冷却至室温，取出进行真空抽滤，抽滤后的白色晶体继续放回烧瓶中, 加入200mL的氯仿，回流30min，冷却后得到白色晶体完全析出后, 真空过滤，得到纯白晶体（继续放置于圆底烧瓶中）；升高温度至150℃，加入150mL丙酮，逐渐加入15g氟硼酸钠，至完全溶解；分六次加入32g聚乙二醇（HO(CH2CH2O)20H），直至全部溶解，再继续搅拌50min；回流冷凝、干燥，将丙酮抽除，获得钻井液用基于离子液的水合物抑制剂。
进一步利用中国石油大学（华东）研制的“深水钻井液水合物抑制性评价模拟实验装置”对本发明提供的钻井液用基于离子液的水合物抑制剂其形成进行测试。具体采用如下测试方法：
1）、将含有本发明提供的钻井液用基于离子液的水合物抑制剂的钻井液加入到高压釜中；2）、注入甲烷气，将反应釜内压力增加至30MPa、逐渐降低温度，温度分别选定为10℃、5℃、0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃、-45℃、-50℃；3）、每隔30min降低一次温度，考察时间段内反应釜内压力是否发生变化，进而考察水合物的生成；4）如果反应釜内的压力基本保持变化，说明系统内任何水合物生成。
上述水合物抑制剂的测试样品使用基浆和由上述实施例生成的抑制剂复合而成，并与传统抑制剂乙二醇进行对比。其中，基浆和由上述实施例生成的抑制剂之间的配比为：400mL基浆（4%夏子街粘土+0.3%无水碳酸钠）+2mL实施例样品。测试结果如下：
表1 不同体系水合物生成温度
体系 水合物形成温度，℃ 稳定时温度，℃ 稳定持续时间，h
基浆 2.8 2.5 —
基浆+乙二醇 -15.3 -16.5 23
基浆+实施例1 -32.6 -33.8 127
基浆+实施例2 -38.7 -39.2 136
基浆+实施例3 -37.3 -38.1 134
从结果可以看出，实施例1-3抑制水合物生成能力极强，比常用的乙二醇提高了一倍多，水合物生成温度从-16.5℃降低至-33℃以下，稳定持续时间从23h延长至125h以上。上述结果充分表明了本发明提供的钻井液用基于离子液的水合物抑制剂其抑制能力。

Claims (1)

1.一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂，其特征在于，制备方法为：
1）在500 mL 圆底烧瓶中加入20~25g卤代正构烷烃，所述圆底烧瓶中加标准回流装置，并通氮气进行保护；分三次加入15~20g吡啶，反应充分后加入5~10g盐酸苯胺，油浴加热至80~100℃，通过回流冷凝管接干燥器干燥30min，直至瓶底出现浑浊，出现白色晶体后，继续加热至白色晶体不再析出；
2）降温冷却至室温，取出进行真空抽滤，抽滤后的白色晶体继续放回烧瓶中, 加入150~200mL的氯仿，回流15~30 min，冷却后得到白色晶体完全析出后, 真空过滤，得到纯白晶体；
3）升高温度至100~150℃，加入100-150mL丙酮，逐渐加入10~15g氟硼酸钠，至完全溶解；
4）六次加入32~45g聚乙二醇，直至全部溶解，再继续搅拌50min；
5）回流冷凝、干燥，将丙酮抽除，获得钻井液用基于离子液的水合物抑制剂。
CN201610392660.8A 2016-06-06 2016-06-06 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法 Active CN107459982B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610392660.8A CN107459982B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610392660.8A CN107459982B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107459982A CN107459982A (zh) 2017-12-12
CN107459982B true CN107459982B (zh) 2020-02-21

Family

ID=60545270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610392660.8A Active CN107459982B (zh) 2016-06-06 2016-06-06 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107459982B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109294533B (zh) * 2018-09-30 2021-08-13 中国石油大学(华东) 一种离子液体基钻井液及配制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235278A (zh) * 2008-01-11 2008-08-06 中国石油大学(北京) 一种离子液体型水合物抑制剂
WO2012000168A1 (zh) * 2010-06-29 2012-01-05 中国科学院过程工程研究所 一种利用离子液体低温脱水生产无水化合物的方法
CN103627378A (zh) * 2013-11-11 2014-03-12 常州大学 一种离子型水合物抑制剂
CN105505358A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 中国科学院广州能源研究所 一种深水油田开发用水合物抑制剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101235278A (zh) * 2008-01-11 2008-08-06 中国石油大学(北京) 一种离子液体型水合物抑制剂
WO2012000168A1 (zh) * 2010-06-29 2012-01-05 中国科学院过程工程研究所 一种利用离子液体低温脱水生产无水化合物的方法
CN103627378A (zh) * 2013-11-11 2014-03-12 常州大学 一种离子型水合物抑制剂
CN105505358A (zh) * 2015-12-29 2016-04-20 中国科学院广州能源研究所 一种深水油田开发用水合物抑制剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN107459982A (zh) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101817909B (zh) 水合物抑制剂聚合物及制备方法
WO2017192298A1 (en) Acrylamide-based copolymers, terpolymers, and use as hydrate inhibitors
CN105505346A (zh) 一种低温地层钻井用水基钻井液
CN101565608A (zh) 一种新型酸化缓蚀剂的制备方法及其应用
BR112014028511A2 (pt) composição de fluido de perfuração base aquosa e método para reduzir a reatividade de argilas e xisto
CN112195022B (zh) 一种二氧化碳泡沫压裂体系起泡剂及其制备方法与应用
AU2021200227A1 (en) Double-headed hydrate inhibitors and methods of use
AU2015417757A1 (en) High temperature hydrate inhibitors and methods of use
CN107868156B (zh) 一种新型水合物动力学抑制剂
US11136488B1 (en) Biodiesel-based constant rheological property drilling fluid containing intelligent temperature responsive polymer
Mu et al. Inhibition of natural gas hydrate in the system containing salts and crude oil
CN107459982B (zh) 一种钻井液用基于离子液的水合物抑制剂及其制备方法
CN105239076A (zh) 一种不对称双季铵盐类二氧化碳缓蚀剂及其制备方法
CN101367765A (zh) 咪唑啉衍生物及其制备方法和作为气液双相缓蚀剂的应用
CN114437703B (zh) 一种压裂用高效复合起泡助排剂及其制备方法
CN104388069A (zh) 一种组合型水合物抑制剂
CN109112548B (zh) 一种抗co2腐蚀集输管线缓蚀剂
CN108251087B (zh) 一种二氧化碳驱注入井环空保护液及其制备方法和使用方法
CN111020596B (zh) 一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法
CN108914132B (zh) 含硫化氢油田污水用咪唑啉缓蚀剂及其制备方法
CN105505358B (zh) 一种深水油田开发用水合物抑制剂
CN105238379B (zh) 一种气井酸化用长效缓蚀剂及其配制方法和使用方法
CN109371401B (zh) 一种聚氧乙烯醚咪唑啉磺酸盐缓蚀剂及其制备方法
CN111073622A (zh) 一种提高采收率用表面活性剂组合物及其制备方法和应用
CN102190750B (zh) 苯乙烯与n-乙烯基吡咯烷酮的共聚物及其制法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210903

Address after: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: SINOPEC Group

Patentee after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee after: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING Co.,Ltd.

Patentee after: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING CO., LTD. DRILLING TECHNOLOGY Research Institute

Address before: 100101 Beichen West Road, Chaoyang District, Beijing 8 Beichen world center, block A 703.

Patentee before: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee before: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING Co.,Ltd.

Patentee before: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING CO., LTD. DRILLING TECHNOLOGY Research Institute

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220906

Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee after: SINOPEC Group

Patentee after: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee after: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING Co.,Ltd.

Patentee after: Drilling fluid technology service center of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Co.,Ltd.

Address before: 100027 Chaoyangmen North Street, Chaoyang District, Chaoyang District, Beijing

Patentee before: SINOPEC Group

Patentee before: SINOPEC OILFIELD SERVICE Corp.

Patentee before: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING Co.,Ltd.

Patentee before: SINOPEC SHENGLI PETROLEUM ENGINEERING CO., LTD. DRILLING TECHNOLOGY Research Institute

TR01 Transfer of patent right