CN109233759A - 一种钻井液用页岩抑制剂有机胺及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钻井液用处理剂技术领域，尤其是涉及一种钻井液用页岩抑制剂有机胺及其制备方法。其由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺30～40份、环氧丙烷25～40份、环氧丁烷10～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物20～30份。该产品是一种新型的阳离子抑制剂，具有良好的粘土抑制造浆能力，单剂粘土造浆抑制降低率可达70％以上；具有良好的抗温性能，在体系中抗温120℃以上；具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，应用更加广泛；不需要多种处理剂的协同作用，单剂具有良好的抑制能力。对体系没有增粘作用，不会影响体系的流变，同时，加入体系中体系的失水不会由于抑制剂的加入而增加失水。

Description

一种钻井液用页岩抑制剂有机胺及其制备方法
技术领域
本发明属于钻井液用处理剂技术领域，尤其是涉及一种钻井液用页岩抑制剂有机胺及其制备方法。
背景技术
吐鲁番盆地地层中，吐哈油田第三系至齐古组地层含有大段膨胀性泥岩，大部分区块第三系存在盐膏层，泥岩易水化膨胀、分散，造浆能力强，盐膏层易缩径，导致井下复杂；部分区块(如玉北、英也尔)下部地层水敏性泥岩分散造浆严重，常规聚合物和聚磺钻井液体系难以满足优快钻井的需要。
吐哈油田英也尔、玉北区块和三塘湖地区勘探开发过程中，在大位移定向井深井段的钻井作业中，井眼稳定性差、环空悬砂携砂和井眼清洁能力差，施工难度大等问题，目前采用的传统水基和油基钻井液都克服不了大位移定向井段的复杂问题。基于钻井施工中存在的问题，有必要从钻井液入手，着力研究适合于该区块的钻井液处理剂，确保英也尔、玉北区块和三塘湖地区勘探开发钻井顺利进行。
为保障钻井工作的顺利进行，针对常规泥浆抑制性不能完全满足井下需求这个瓶颈问题，同时，普通的抑制剂需要多种处理剂进行协同作用，加入后体系的粘度和失水无法控制的问题。
发明内容
本发明提供了一种钻井液用页岩抑制剂有机胺，由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺30～40份、环氧丙烷(PO)25～40份、环氧丁烷(BO)10～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物20～30份。
优选地，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺，由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺32～38份、环氧丙烷(PO)30～40份、环氧丁烷(BO)12～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物22～28份。
其中，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺中，所述有机胺选自一甲胺、二甲胺、一丙胺和二丙胺中的至少一种。
其中，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺中，所述阳离子单体为季铵盐，所述季铵盐为双十八烷基二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的一种或两种。
其中，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺中，所述活性基团化合物为硝基化合物；例如，所述硝基化合物为为1-苯基-2硝基丙烯和1-(4-氯笨基)-2硝基丙烯中的至少一种。
进一步的，本发明还提供上述钻井液用页岩抑制剂有机胺的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)聚合反应：在常温条件下，在反应釜中加入环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)和有机胺混合，升温至80～90℃，保温反应1～4h；
(2)阳离子化缩聚反应：步骤(1)聚合反应完成，向其中加入阳离子单体，80～90℃进行阳离子化缩聚反应1～4h；
(3)再次聚合反应：步骤(2)阳离子化缩聚反应完成后，再向其中加入活性基团化合物进行聚合反应，80～90℃条件下反应1～4h，得到终产品。
其中，上述制备方法，还包括步骤(4)将上述终产品放料、计量、包装、检测、入库。
本发明的有益效果是：
现有的页岩抑制剂主要为钾盐，聚合物包被抑制剂等，本申请提供的钻井液用页岩抑制剂有机胺TAP-1结合原有产品优势的基础上引入阳离子基团，该产品既具有阳离子的强聚结效应；同时阳离子抑制剂在粘土层间为单分子排列，阳离子抑制剂与粘土层间除了静电作用力外，同时与粘土晶面硅氧烷基原子形成氢键，阻止抑制剂进一步进入粘土层，随着抑制剂的增加，层间距不再增加，因此阳离子抑制剂不会影响体系的流变。而普通的抑制剂在粘土层间为双分子排列，与粘土层间只形成了静电作用力，随着抑制剂的增加，体系的粘度增加。又具有对膨胀性粘土表面的吸附成膜作用,是较理想的抑制剂。该产品可在淡水、硬水、盐水中均可使用；并适用于水敏性地层(高岭土、蒙脱土)，效能高，配制简单，成本低等优点。本产品具有良好的抑制粘土造浆，粘土造浆抑制降低率可到70％以上。
该产品是一种新型的阳离子抑制剂，和普通的抑制剂相比，主要表现在：
1、具有良好的粘土抑制造浆能力，单剂粘土造浆抑制降低率可达70％以上。
2、具有良好的抗温性能，在体系中抗温120℃以上。
3、具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，应用更加广泛。
4、不需要多种处理剂的协同作用，单剂具有良好的抑制能力。
5、对体系没有增粘作用，不会影响体系的流变，同时，加入体系中体系的失水不会由于抑制剂的加入而增加失水。
附图说明
图1是本发明所述钻井液用页岩抑制剂有机胺的制备工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种钻井液用页岩抑制剂有机胺，由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺30～40份、环氧丙烷(PO)25～40份、环氧丁烷(BO)10～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物20～30份；
所述有机胺选自一甲胺、二甲胺、一丙胺或二丙胺；所述活性基团化合物为硝基化合物。
优选地，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺，由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺32～38份、环氧丙烷(PO)30～40份、环氧丁烷(BO)12～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物22～28份。
其中，上述钻井液用页岩抑制剂有机胺中，所述硝基化合物为为1-苯基-2硝基丙烯和1-(4-氯笨基)-2硝基丙烯中的至少一种。
进一步的，本发明还提供上述钻井液用页岩抑制剂有机胺的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)聚合反应：在常温条件下，在反应釜中加入环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)和有机胺混合，升温至80～90℃，保温反应1～4h；
(2)阳离子化缩聚反应：步骤(1)聚合反应完成，向其中加入阳离子单体，80～90℃进行阳离子化缩聚反应1～4h；
(3)再次聚合反应：步骤(2)阳离子化缩聚反应完成后，再向其中加入活性基团化合物进行聚合反应，80～90℃条件下反应1～4h，得到终产品。
其中，上述制备方法，还包括步骤(4)将上述终产品放料、计量、包装、检测、入库。
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
本实施例提供的钻井液用页岩抑制剂有机胺TAP-1，以重量份数计，包括：二甲胺30份、环氧丙烷(PO)30份、环氧丁烷(BO)10份，双十八烷基二甲基氯化铵10份、1-苯基-2硝基丙烯20份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)聚合反应：在常温条件下，在反应釜中加入环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)和二甲胺混合，升温至80℃，保温反应2h；
(2)阳离子化缩聚反应：步骤(1)聚合反应完成，向其中加入双十八烷基二甲基氯化铵，80℃进行阳离子化缩聚反应2h；
(3)再次聚合反应：步骤(2)阳离子化缩聚反应完成后，再向其中加入1-苯基-2硝基丙烯进行聚合反应，80℃条件下反应2h得到可自由流动的液体，放料、计量、包装、检测、入库。
本实施例生产的钻井液用页岩抑制剂有机胺TAP-1检测，检测结果如表1所示。
表1.
项目 指标 检验结果
外观 自由流动的液体 自由流动的液体
粘土造浆降低率，％ ≥75 80
同时，该产品在体系中加入对体系的粘度增加不大，且体系的失水变化不大。实施例2
本实施例提供的钻井液用页岩抑制剂有机胺TAP-1，以重量份数计，包括：二甲胺20份、二丙胺10份，环氧丙烷(PO)25份、环氧丁烷(BO)15份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10份、1-(4-氯笨基)-2硝基丙烯20份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)聚合反应：在常温条件下，在反应釜中加入环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)和二甲胺、二丙胺混合，升温至86℃，保温反应2h；
(2)阳离子化缩聚反应：步骤(1)聚合反应完成，向其中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，86℃进行阳离子化缩聚反应2h；
(3)再次聚合反应：步骤(2)阳离子化缩聚反应完成后，再向其中加入1-(4-氯笨基)-2硝基丙烯进行聚合反应，80℃条件下反应2h得到可自由流动的液体，放料、计量、包装、检测、入库。
本实施例生产的钻井液用页岩抑制剂有机胺TAP-1检测，检测结果如表2所示。
表2.
项目 指标 检验结果
外观 自由流动的液体 自由流动的液体
粘土造浆降低率，％ ≥75 83
同时，该产品在体系中加入对体系的粘度增加不大，且体系的失水变化不大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，其由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺30～40份、环氧丙烷(PO)25～40份、环氧丁烷(BO)10～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物20～30份。
2.根据权利要求1所述的钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，其由包含以下重量份数的原料制备得到：有机胺32～38份、环氧丙烷(PO)30～40份、环氧丁烷(BO)12～20份，阳离子单体10～15份、活性基团化合物22～28份。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，所述有机胺选自一甲胺、二甲胺、一丙胺和二丙胺中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，所述阳离子单体为季铵盐，所述季铵盐为双十八烷基二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的一种或两种。
5.根据权利要求1或2所述的钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，所述活性基团化合物为硝基化合物。
6.根据权利要求5所述的钻井液用页岩抑制剂有机胺，其特征在于，所述硝基化合物为1-苯基-2硝基丙烯和1-(4-氯笨基)-2硝基丙烯中的至少一种。
7.权利要求1～6任一项所述钻井液用页岩抑制剂有机胺的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)聚合反应：在常温条件下，在反应釜中加入环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)和有机胺混合，升温至80～90℃，保温反应1～4h；
(2)阳离子化缩聚反应：步骤(1)聚合反应完成，向其中加入阳离子单体，80～90℃进行阳离子化缩聚反应1～4h；
(3)再次聚合反应：步骤(2)阳离子化缩聚反应完成后，再向其中加入活性基团化合物进行聚合反应，80～90℃条件下反应1～4h，得到终产品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤(4)将上述终产品放料、计量、包装、检测、入库。
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