CN115651141B - 抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液 - Google Patents
抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液 Download PDFInfo
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液，属于钻井液领域。本发明以环糊精为核，多元醇为臂，得到具有较多活性羟基数量的改性环糊精，然后通过烯基苯酚在所述改性环糊精上引入碳碳双键，再利用碳碳双键引入有利于其他单体，如丙烯酰胺、乙烯基季铵盐单体、乙烯基磺酸盐单体以及苯乙烯得到抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂可作为页岩抑制剂使用，具有优异的抗温性能和抑制性能，且兼具了良好的环保性能，添加到水基钻井液中，可以赋予水基钻井液相同的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液领域，尤其涉及一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液。
背景技术
随着全球石油需求的不断增加及已探明储量的逐渐开采，油气勘探开发逐步向深层发展，钻遇高温高压地层的概率逐渐增大。钻井实践表明，随着井深的增加，钻井技术难题逐渐增多，井壁失稳问题是面临的难题之一。原有的钻井液处理剂和钻井液体系已不能完全满足深井、超深井钻井技术发展的需要，为此，世界各国都在努力研制抗高温钻井液处理剂和钻井液体系。更为重要的是随着环保法规的逐渐严格，处理剂的环保性能也需要兼顾。
因此，研发一款提高抗温、抑制性能且能兼顾环保性能的星型聚合物页岩抑制剂是极其重要的。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液，旨在解决现有技术中的页岩抑制剂抗温性能、抑制性能以及环保性能不理想，难以兼顾的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，包括如下结构式(Ⅰ(至式(Ⅸ(所示的聚合物中的至少一种：
其中，式(Ⅰ(中n11：n12：n13：n14的摩尔比为1：1：1：1；
其中，式(Ⅱ(中n21：n22：n23：n24的摩尔比为1：1.5：2：1.2；
其中，式(Ⅲ(中n31：n32：n33：n34的摩尔比为1：1.3：1.5：1.1；
其中，式(Ⅳ(中n41：n42：n43：n44的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式(Ⅴ(中n51：n52：n53：n54的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式(Ⅵ(中，n61：n62：n63：n64的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8；
其中，式(Ⅶ)中n71：n72：n73：n74的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式(Ⅷ)中n81：n82：n83：n84的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式(Ⅸ)中n91：n92：n93：n94的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，所述制备方法包含以下步骤：
S10，将环糊精溶解到碱性溶液中，加入多元醇进行第一反应得到改性环糊精；
S20，在催化剂的作用下，所述改性环糊精与烯基苯酚在有机溶剂中进行第二反应得到大分子引发剂；
S30，在氧化剂与还原剂的作用下，所述大分子引发剂与乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺、以及苯乙烯在极性溶剂中进行第三反应得到抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
可选地，在所述第一反应步骤中，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的至少一种。
可选地，所述多元醇为季戊四醇、丙三醇、2-羟甲基-1,3-丙二醇中的至少一种。
可选地，所述碱性溶剂包括KOH溶液、NaOH溶液中的至少一种。
可选地，在所述第一反应步骤中，以1L所述碱性溶液为基准，所述环糊精的添加量为(0.001-0.015)mol/L。
可选地，所述环糊精与所述多元醇的摩尔比为1：(1-21)。
可选地，所述碱性溶剂的浓度为(0.01-0.1)mol/L。
可选地，所述第一反应的反应温度为40-60℃，反应时间为2-4h。
可选地，在所述第二反应步骤中，所述催化剂包括活性氧化铝、沸石分子筛和大孔强酸性离子交换树脂中的至少一种。
可选地，所述烯基苯酚包括3-乙烯基苯酚、4-乙烯基苯酚、对烯丙基苯酚中的至少一种。
可选地，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的至少一种。
可选地，以1L所述有机溶剂为基准，所述改性环糊精的添加量为(0.001-0.015)mol/L。
可选地，所述改性环糊精与所述烯基苯酚的摩尔比为1：(1-65)。
可选地，以1L所述有机溶剂为基准，所述催化剂的添加量为(10-20)g/L。
可选地，所述第二反应的反应温度为40-60℃，反应时间为2-4h。
可选地，在所述第三反应步骤中，所述乙烯基磺酸盐单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和乙烯基磺酸钠中的至少一种。
可选地，所述乙烯基季铵盐单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵和4-乙烯基苄基三甲基氯化铵中的至少一种。
可选地，所述极性溶剂包括水和丙酮中的至少一种。
可选地，所述氧化剂为过硫酸盐。
可选地，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
可选地，以1L所述极性溶剂为基准，所述大分子引发剂的添加量为(0.001-0.015)mol/L。
可选地，所述大分子引发剂和所述乙烯基磺酸盐的摩尔比为1：(20-70)。
可选地，所述乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺和苯乙烯的摩尔比为1：(0.5-3)：(0.5-3)：(0.5-2)。
可选地，以1L极性溶剂为基准，所述氧化剂的加量为(0.01-0.05)mol/L。
可选地，所述氧化剂和还原剂的摩尔比为1：(0.8-1.3)。
可选地，所述第三反应的反应温度为60-80℃，反应时间为10-48h。
进一步地，本发明还提供一种水基钻井液，所述钻井液包括本发明如上所述的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
可选地，所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的添加量为0.3-3w/v％。
可选地，所述水基钻井液还包括两性离子包被剂FA367、磺化酚醛树脂SMP、磺化沥青DYFT-1、润滑剂3#白油、降滤失剂CMC-LV和黄原胶XC。
进一步可选地，以所述水基钻井液的总重量为基准，所述两性离子包被剂FA367的含量为(0.2-1)w/v％，所述磺化酚醛树脂SMP的含量为(0.5-3)w/v％，所述磺化沥青DYFT-1的含量为(0.5-3)w/v％，所述润滑剂3#白油的含量为(2-3)w/v％，所述降滤失剂CMC-LV的含量为(1-3)w/v％，所述黄原胶XC的含量为(0.1-0.5)w/v％。
本发明所能实现的有益效果：
本发明所提供的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂具有如下有益效果：
(1)与传统的页岩抑制剂相比，本发明的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂具有优异的抗温与抑制性能，180℃下，页岩线性膨胀率低于10％，滚动回收率大于95％；
(2)与传统的页岩抑制剂相比，本发明所述的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂具有星型支链，且含有阴阳离子，表现出反聚电解质效应，具有优异的抗盐污染性能；
(3)与传统的页岩抑制剂相比，本发明所述的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂反应条件容易控制，反应过程相对稳定，易实现工业化；
(4)与传统的页岩抑制剂相比，本发明所述的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂环保性能好，对环境污染小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着全球石油需求的不断增加及已探明储量的逐渐开采，油气勘探开发逐步向深层发展，钻遇高温高压地层的概率逐渐增大。钻井实践表明，随着井深的增加，钻井技术难题逐渐增多，井壁失稳问题是面临的难题之一。原有的钻井液处理剂和钻井液体系已不能完全满足深井、超深井钻井技术发展的需要，为此，世界各国都在努力研制抗高温性能和抑制性能优异的钻井液处理剂和钻井液体系。此外，随着环保法规的逐渐严格，钻井液处理剂的环保性能也需要兼顾。
鉴于此，本发明提供一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，包括如下结构式(Ⅰ(至式(Ⅸ(所示的聚合物中的至少一种：
其中，式(Ⅰ(中n11：n12：n13：n14的摩尔比为1：1：1：1；
其中，式(Ⅱ(中n21：n22：n23：n24的摩尔比为1：1.5：2：1.2；
其中，式(Ⅲ(中n31：n32：n33：n34的摩尔比为1：1.3：1.5：1.1；
其中，式(Ⅳ(中n41：n42：n43：n44的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式(Ⅵ(中n51：n52：n53：n54的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式(Ⅵ(中，n61：n62：n63：n64的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8；
其中，式(Ⅶ)中n71：n72：n73：n74的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式(Ⅷ)中n81：n82：n83：n84的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式(Ⅸ)中n91：n92：n93：n94的摩尔比为1：：2.5：0.8：0.8。
需要说明的是，因环糊精的结构式比较复杂，因此，在本发明中，上述α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精的结构式分别用α-CD、β-CD、γ-CD来表示。
本发明的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂可以作为页岩抑制剂使用，以环糊精为核心，以多元醇为臂，提高环糊精表面的活性羟基数量，然后引入碳碳双键，有利于引入其他官能团，提高其抗温性能、抑制性能和环保性能。
本发明的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂是一种星型聚合物，星型聚合物支链结构上的基团相互影响，增强了对高温的稳定性，支链之间存在的空间位阻作用，也可进一步提高聚合物在高温下的稳定性。同时，在高温作用下，即使星型聚合物部分链结构破坏，次生结构仍然能够满足需要，在一些条件下，降解和交联同时发生时，抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂仍能表现出相对分子质量的稳定，同时由于分子断裂产生的次生基团，又能保证分子链上基团的有效数量。
本发明还提出一种如上所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S10，将环糊精溶解到碱性溶液中，加入多元醇进行第一反应得到改性环糊精。
所述第一反应为环糊精和多元醇的醚化反应。环糊精表面具有活性很强的羟基，多元醇可以与环糊精表面的羟基反应，得到具有更多活性接触位点的改性环糊精，提高改性环糊精表面的活性位点数目继而可以提高官能团密度及支化度。
本发明不限制所述环糊精的种类，优选地，环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的至少一种，如上所述的环糊精种类，可以提供活性高、数量多的羟基与多元醇进行反应。
多元醇的使用，目的是使自带的羟基与环糊精表面的羟基完成醚化反应，得到具有更多羟基的改性环糊精，因此，本发明优选具有羟基数量较多的多元醇，优选地，包括季戊四醇、丙三醇、2-羟甲基-1,3-丙二醇中的至少一种，进一步优选为季戊四醇。
本发明也不限制所述碱性溶剂的种类，优选为KOH溶液、NaOH溶液中的至少一种，溶解效果更佳。
可以理解的是，上述环糊精、多元醇和碱性溶剂的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到活性位点数目更多的改性环糊精。
对于第一反应中各组分的配比，本发明也不做限制。
以1L碱性溶液为基准，环糊精的添加量优选为0.001-0.015mol/L，进一步优选为0.005-0.01mol/L。
优选地，环糊精与多元醇的摩尔比为1：(1-21)，进一步优选为1：(12-21)。
优选地，碱性溶剂的浓度为0.01-0.1mol/L。
在如上所述的优选配比下，可以得到产量高，活性位点数目多的改性环糊精。
此外，上述环糊精的添加量、碱性溶剂的浓度以及环糊精与多元醇的摩尔比的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到产量更高、活性位点数目更多的改性环糊精。
优选地，第一反应在加热条件下进行，反应温度优选为40-60℃，反应时间优选为2-4h，可以促进反应进行得更加充分。
在一些实施例中，可在搅拌条件下进行反应，搅拌转速优选为200-1000rpm，进一步优选为200-600rpm，可以保证反应体系的均一性，促进反应的进行。
第一反应结束后，通过冷却干燥得到改性环糊精，所述冷却干燥的压强优选为9pa，冷却干燥的温度优选为-50℃，可以得到干燥，高纯度，不易分解，稳定性较好的改性环糊精。
S20，在催化剂的作用下，所述改性环糊精与烯基苯酚在有机溶剂中进行第二反应得到大分子引发剂。
第二反应为改性环糊精与烯基苯酚的醚化反应，可以通过改性环糊精表面的活性羟基引入碳碳双键，起到为后续的反应提供反应活性点和链接支链的作用。
本发明不限制所述催化剂、烯基苯酚和有机溶剂的种类。
优选地，所述催化剂包括活性氧化铝、沸石分子筛和大孔强酸性离子交换树脂中的至少一种，应用如上所述的催化剂，可以更好地促进反应的进行。
优选地，所述烯基苯酚包括3-乙烯基苯酚、4-乙烯基苯酚、对烯丙基苯酚中的至少一种。优选上述烯基苯酚，可以为大分子引发剂提供更多的碳碳双键，形成更多的自由基，为后续的反应提供更多更活泼的反应活性点和链接支链。
优选地，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的至少一种，溶解效果更佳。
可以理解的是，上述对催化剂、烯基苯酚和有机溶剂的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到高产量，更多碳碳双键、自由基和活泼反应活性点和链接支链的大分子引发剂。
对于第二反应中各组分的配比，本发明也不做限制。
以1L有机溶剂为基准，优选地，改性环糊精的添加量为0.001-0.015mol/L，进一步优选为0.005-0.01mol/L。
优选地，改性环糊精与烯基苯酚的摩尔比为1：(1-65)，进一步优选为1：(25-65)。
优选地，以1L有机溶剂为基准，催化剂的添加量为(10-20)g/L。
在如上所述的优选配比下，可以得到更高产量的大分子引发物，所述大分子引发物还具有更多的更活泼的反应活性点。
此外，上述改性环糊精的添加量、催化剂的添加量以及改性环糊精与烯基苯酚的摩尔比的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到产量更高、活性反应点数目更多的大分子引发剂。
优选地，第二反应在加热条件下进行，反应温度优选为40-60℃，可以促进反应的进行。
本发明对反应时间也不做限制，优选为2-4h，可使反应进行得更加充分。
在一些实施例中，可在搅拌条件下进行反应，搅拌转速优选为200-1000rpm，进一步优选为200-600rpm，可以保证反应体系的均一性，促进反应的进行。
第二反应结束后，在一些实施例中，可通过减压蒸馏将溶剂浓缩，然后用乙醚进行沉淀得沉淀物，并用乙酸乙酯和水对沉淀物洗涤，接着干燥得到大分子引发剂，所述干燥的温度优选为40-60℃，干燥时间优选6-16h，可以得到干燥，高纯度，不易分解，稳定性较好的大分子引发剂。
S30，在氧化剂与还原剂的作用下，所述大分子引发剂与乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺以及苯乙烯在极性溶剂中进行第三反应得到抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
具体地，在一些实施例中，第三反应包括如下阶段：大分子引发剂、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐、苯乙烯、丙烯酰胺在室温25-35℃条件下依次缓慢添加至极性溶剂中，然后升高温度，再缓慢加入氧化剂和还原剂进行反应。
大分子引发剂具有碳碳双键和活泼的活性反应点，丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、苯乙烯为共聚单体在氧化剂、还原剂的作用下，采用原子转移自由基聚合方法与大分子引发剂合成星型聚合物。
其中，丙烯酰胺具有亲水性酰胺基，可提高星型聚合物的溶解性，并有利于在粘土、岩石表面形成水化膜，降低自由水侵入；
乙烯基磺酸盐单体、苯乙烯具有空间位阻效应较大的侧链，可提高产物的抗温抗盐性能；
乙烯基季铵盐单体具有阳离子基团铵基，可有效抑制粘土的水化膨胀。
本发明不限制乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、极性溶剂、氧化剂以及还原剂的种类。
优选地，所述乙烯基磺酸盐单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和乙烯基磺酸钠中的至少一种。
优选地，所述乙烯基季铵盐单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵和4-乙烯基苄基三甲基氯化铵中的至少一种。
优选地，所述极性溶剂包括水和丙酮中的至少一种，溶解效果更佳。
优选地，所述氧化剂为过硫酸盐，进一步优选为过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种，而所述还原剂优选为亚硫酸氢钠。以上氧化剂和还原剂的使用，可以促进原子转移自由基的聚合反应。
可以理解的是，上述乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、极性溶剂、氧化剂以及还原剂种类的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到产量更高，结构更加稳定的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
对于第三反应中各组分的配比，本发明也不做限制。
以1L极性溶剂为基准，大分子引发剂的添加量为0.001-0.015mol/L，进一步优选为0.005-0.01mol/L。
优选地，大分子引发剂和乙烯基磺酸盐的摩尔比为1：(20-70)。
优选地，乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺和苯乙烯的摩尔比为1：(0.5-3)：(0.5-3)：(0.5-2)，进一步优选为1：(1-1.5)：(1-2)：(1-1.2)。
以1L极性溶剂为基准，优选地，氧化剂的加量为0.01-0.05mol/L，而氧化剂和还原剂的摩尔比为1：(0.8-1.3)。
上述第三反应中各原料的种类及其添加量的限制，可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述同时满足，能够得到产量更高，结构更加稳定，抗温性能和抑制性能以及环保性能更优异的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
在一些实施例中，第三反应在加热条件下进行，反应温度优选为60-80℃，反应时间优选为10-48h，可以促进反应进行得更加充分。
在一些实施例中，可在搅拌条件下进行反应，搅拌转速优选为200-1000rpm，进一步优选为200-600rpm，可以保证反应体系的均一性，促进反应的进行。
在一些实施例中，第三反应结束后，往体系中加入乙醚进行沉淀得到沉淀物，用无水乙醇洗涤所述沉淀物得到白色至乳白色固体粉末状的最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
本发明进一步提供一种水基钻井液，所述水基钻井液包含如上所述的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
本发明不限制所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂在水基钻井液中的添加量，在一些实施例中，优选地，抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的添加量为0.3-3w/v％，进一步优选地，添加量为0.5-1w/v％。可以理解的是，此处的添加量是指，单位体积的水基钻井液中，添加的抗高温星形聚合物降滤失剂的重量。通过少量的添加量，就可以赋予水基钻井液优异的抗温性能和抑制性能。
在一些实施例中，水基钻井液还可以包括两性离子包被剂FA367、磺化酚醛树脂SMP、磺化沥青DYFT-1、润滑剂3#白油、降滤失剂CMC-LV和黄原胶XC。优选地，以水基钻井液的总重量为基准，两性离子包被剂FA367的含量为(0.2-1)w/v％，磺化酚醛树脂SMP的含量为(0.5-3)w/v％，磺化沥青DYFT-1的含量为(0.5-3)w/v％，润滑剂3#白油的含量为(2-3)w/v％，降滤失剂CMC-LV的含量为(1-3)w/v％，黄原胶XC的含量为(0.1-0.5)w/v％。可以理解的是，此处的含量，指单位体积的水基钻井液中，添加的某一组分的重量。在上述配比下，得到的水基钻井液的抗高温性能和抑制性能更好。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
在以下实施例和对比例中：
所用的环糊精、烯基苯酚、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐均由国药沪试集团提供。
所用的季戊四醇、丙三醇、2-羟甲基-1，3-丙二醇、苯乙烯、过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠均由阿拉丁试剂有限公司提供。
所用的两性离子包被剂FA367由成都得道实业有限公司提供。
所用的磺化酚醛树脂SMP、磺化沥青DYFT-1由济宁佰一化工有限公司提供。
所用的3#白油由江苏盈泽能源有限公司提供。
所用的黄原胶XC由中海油服有限公司提供。
所述的Driscal-D、Soltex由Chevron Phillips Chemical公司提供。
线性膨胀率通过线性膨胀仪测试。
页岩滚动回收率实验根据SY/T 5613-2000标准测试。
BOD5根据HJ 505-2009标准测试。
COD根据GB11914-891标准测试。
实施例1
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将1.1946gα-环糊精加入到200mL浓度为0.01mol/L的NaOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入3.264g季戊四醇，升温至40℃，在600rpm转速下搅拌4小时。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，所述改性环糊精的结构式如下：
其中，α-环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有12个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将4.778g改性环糊精加入到200mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入6g 3-乙烯基苯酚、2g活性氧化铝，升温至60℃，在200rpm转速下搅拌4小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，60℃真空干燥6小时后得到白色沉淀大分子引发剂，所述大分子引发剂结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有36个活性羟基，经过改性，表面有25个羟基与3-乙烯基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例4.39g大分子引发剂溶于200mL去离子水中，再依次加入4.58g的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、3.22g二甲基二烯丙基氯化铵、1.42g丙烯酰胺和2.08g苯乙烯，通入氮气，升温至77℃，加入0.54g过硫酸钾和0.17g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应22小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-1，结构式为式(Ⅰ)
其中，式(Ⅰ)中n11：n12：n13：n14的摩尔比为1：1：1：1。
α-环糊精的结构式为：
季戊四醇的结构式为：
3-乙烯基苯酚的结构式为：
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的结构式为：
二甲基二烯丙基氯化铵的结构式为：
丙烯酰胺的结构式为：
苯乙烯的结构式为：
实施例2
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将1.134gβ-环糊精加入到200mL浓度为0.1mol/L的KOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入2.856g季戊四醇，升温至60℃，在200rpm转速下搅拌2小时。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，结构式如下：
其中，β-环糊精表面共有21个活性羟基，经过改性，表面有21个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将3.612g改性环糊精加入到200mL二氯甲烷中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入7.8g 3-乙烯基苯酚、4g沸石分子筛，升温至40℃，在600rpm转速下搅拌2小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，40℃真空干燥16小时后得到白色沉淀大分子引发剂，结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有63个活性羟基，经过改性，表面有63个羟基与3-乙烯基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例20.076g大分子引发剂溶于200mL去离子水中，再依次加入20.16g烯丙基磺酸钠、47.47g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、19.88g丙烯酰胺和17.47g苯乙烯，通入氮气，升温至61℃，加入0.912g过硫酸铵和0.541g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应14小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-2，结构式为式(Ⅱ)
其中，式(Ⅱ)中n21：n22：n23：n24的摩尔比为1：1.5：2：1.2。
在本实施例中，
β-环糊精的结构式为：
烯丙基磺酸钠的结构式为：
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的结构式为：
实施例3
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将1.946gγ-环糊精加入到200mL浓度为0.02mol/L的NaOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入3.672g季戊四醇，升温至50℃，在400rpm转速下搅拌3小时。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，结构式如下：
其中，γ-环糊精表面共有24个活性羟基，经过改性，表面有18个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将5.132g改性环糊精加入到200mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入7.2g 4-乙烯基苯酚、3g大孔强酸性离子交换树脂，升温至50℃，在400rpm转速下搅拌3小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，50℃真空干燥10小时后得到白色沉淀大分子引发剂，结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有48个活性羟基，经过改性，表面有40个羟基与4-乙烯基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例11.251g大分子引发剂溶于200mL丙酮中，再依次加入12.36g苯乙烯磺酸钠、12.948g三甲基乙烯基溴化铵、6.39g丙烯酰胺和6.864g苯乙烯，通入氮气，升温至75℃，加入1.62g过硫酸钾和0.624g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应18小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-3，结构式为式(Ⅲ)
其中，式(Ⅲ)中n31：n32：n33：n34的摩尔比为1：1.3：1.5：1.1。
在本实施例中，
γ-环糊精的结构式为：
苯乙烯磺酸钠的分子式为：
三甲基乙烯基溴化铵的分子式为：
实施例4
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将0.195gα-环糊精加入到200mL浓度为0.05mol/L的NaOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入0.163g季戊四醇，升温至45℃，在1000rpm转速下搅拌2.5h。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，结构式如下：
其中，α-环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有6个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将0.336g改性环糊精加入到200mL N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入0.072g 4-乙烯基苯酚、2.4g大孔强酸性离子交换树脂，升温至45℃，在800rpm转速下搅拌2.5小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，45℃真空干燥12小时后得到白色沉淀大分子引发剂，结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有3个羟基与4-乙烯基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例0.397g大分子引发剂溶于200mL去离子水中，再依次加入1.3g乙烯基磺酸钠、1.06g 4-乙烯基苄基三甲基氯化铵、0.355g丙烯酰胺和0.52g苯乙烯，通入氮气，升温至70℃，加入1.35g过硫酸钾和0.468g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应10小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-4，结构式为式(Ⅳ)
其中，式(Ⅳ)中n41：n42：n43：n44的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5。
在本实施例中，乙烯基磺酸钠的分子式为：H2C＝CH-SO3Na
4-乙烯基苄基三甲基氯化铵的分子式为：
实施例5
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将3.402gβ-环糊精加入到200mL浓度为0.08mol/L的KOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入0.408g季戊四醇，升温至55℃，在800rpm转速下搅拌3.5小时。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，结构式如下：
其中，β-环糊精表面共有21个活性羟基，经过改性，表面有1个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将3.756g改性环糊精加入到200mL二氯甲烷中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入9.648g对烯丙基苯酚、3.6g沸石分子筛，升温至55℃，在1000rpm转速下搅拌3.5小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，52℃真空干燥8小时后得到白色沉淀大分子引发剂，结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有3个活性羟基，经过改性，表面有3个羟基与对烯丙基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例4.8g大分子引发剂溶于200mL丙酮中，再依次加入25.92g烯丙基磺酸钠、59.76g三甲基乙烯基溴化铵、38.34g丙烯酰胺和37.44g苯乙烯，通入氮气，升温至68℃，加入1.824g过硫酸铵和0.998g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应10.5小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-5，结构式为式(Ⅴ)
其中，式(Ⅴ)中n51：n52：n53：n54的摩尔比为1：2：3：2。
在本实施例中，
对烯丙基苯酚的分子式为：
实施例6
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于，
S10，在装有搅拌杆和温度计的500mL三口圆底烧瓶中，将3.113gγ-环糊精加入到200mL浓度为0.09mol/L的KOH溶液中，搅拌一段时间使其溶解。缓慢向其中加入2.938g季戊四醇，升温至48℃，在650rpm下搅拌3小时。反应完毕后使用冷冻干燥(9Pa，-50℃)得到产物改性环糊精，结构式如下：
其中，γ-环糊精表面共有24个活性羟基，经过改性，表面有9个羟基与季戊四醇发生醚化反应。
S20，在装有搅拌杆和温度计的三口圆底烧瓶中，将5.662g改性环糊精加入到200mL二氯甲烷中，搅拌一段时间使其溶解。依次缓慢向其中加入5.789g对烯丙基苯酚、2.8g活性氧化铝，升温至57℃，在900rpm搅拌3.8小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得沉淀物用乙酸乙酯和蒸馏水多次洗涤，55℃真空干燥14小时后得到白色沉淀大分子引发剂，结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有18个羟基与对烯丙基苯酚发生醚化反应。
S30，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例11.118g大分子引发剂溶于200mL丙酮中，再依次加入17.175g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、38.813g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、4.26g丙烯酰胺和6.24g苯乙烯，通入氮气，升温至65℃，加入2.28g过硫酸铵和1.352g亚硫酸氢钠，800rpm转速下反应11小时。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀得沉淀物。用无水乙醇将所得沉淀物进行洗涤，得到白色至乳白色粉末状固体粉末，为最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-6，结构式为式(Ⅵ)
其中，式(Ⅵ)中n61：n62：n63：n64的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8。
实施例7
实施例7与实施例4的制备方法相同，投料不同，不同之处在于，步骤S10中用0.11g丙三醇代替0.163g季戊四醇。
步骤S10得到产物改性环糊精的结构式如下：
其中，α-环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有6个羟基与丙三醇发生醚化反应。
步骤S20得到的大分子引发剂结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，，表面有3个羟基与4-乙烯基苯酚发生醚化反应。
步骤S30得到的最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-7，结构式为式(Ⅶ)：
其中，式(Ⅶ)中n71：n72：n73：n74的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5。
实施例8
实施例8与实施例5的制备方法相同，投料不同，不同之处在于，步骤S10中用0.318g的2-羟甲基-1，3-丙二醇代替0.408g季戊四醇。
步骤S10得到产物改性环糊精的结构式如下：
其中，β-环糊精表面共有21个活性羟基，经过改性，表面有1个羟基与2-羟甲基-1，3-丙二醇发生醚化反应。
步骤S20得到的大分子引发剂结构式如下：
改性环糊精表面共有3个活性羟基，经过改性，表面有3个羟基与对烯丙基苯酚发生醚化反应。
步骤S30得到的最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-8，结构式为式(Ⅷ)：
其中，式(Ⅷ)中n81：n82：n83：n84的摩尔比为1：2：3：2。
实施例9
实施例9与实施例6的制备方法相同，投料不同，不同之处在于，步骤S10中用1.987g丙三醇代替2.938g季戊四醇。
其中，步骤S10得到产物改性环糊精的结构式如下：
其中，γ-环糊精表面共有24个活性羟基，经过改性，表面有9个羟基与丙三醇发生醚化反应。
步骤S20得到的大分子引发剂结构式如下：
其中，改性环糊精表面共有18个活性羟基，经过改性，表面有18个羟基与对烯丙基苯酚发生醚化反应。
步骤S30得到的最终产物抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，命名为SPIA-9，结构式为式(Ⅸ)：
其中，式(Ⅸ)中n91：n92：n93：n94的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8。
对比例1
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S10中，不使用α-环糊精，其他条件与实施例1相同，制得产品D1。
对比例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S10中，不使用季戊四醇，其他条件与实施例1相同，制得产品D2。
对比例3
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S20中，不使用3-乙烯基苯酚，其他条件与实施例1相同，制得产品D3。
对比例4
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S30中，，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的加量为0.16g，其他条件与实施例1相同，制得产品D4。
对比例5
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S30中，，二甲基二烯丙基氯化铵的加量为0.4g，其他条件与实施例1相同，制得产品D5。
对比例6
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S30中，，丙烯酰胺的加量为0.14g，其他条件与实施例1相同。制得产品D6。
对比例7
按照实施例1的方法进行，不同的是，在步骤S30中，苯乙烯的加量为0.20g，其他条件与实施例1相同，制得产品D7。
性能测试
利用实施例1-9和对比例1-7制得的产品作为抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，测试其抑制性，并与常用的页岩抑制剂Soltex、两性离子聚合物Driscal-D(购自麦克巴泥浆公司)及无机盐抑制剂KCl进行对比。
其中，
线性膨胀率通过线性膨胀仪测试；
页岩滚动回收率实验根据SY/T 5613-2000标准测试；
BOD5根据HJ 505-2009标准测试；
COD根据GB11914-891标准测试。
测试例1
分别配制不同类型的3％抑制剂溶液，称取30g 6-10目页岩岩屑加入至210mL抑制剂溶液中，加入至老化罐中，180℃热滚16h，岩屑过40目筛，清洗、烘干岩屑质量，按以下公式计算岩屑回收率，结果如表1所示。
其中，m1：热滚后烘干的岩屑质量(g)；η：页岩回收率(％)。
表1实施例和对比例以及Soltex、Driscal-D和KCl的岩屑回收率
从表1可以看出，采用本发明的实施例1-9制备的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂作为页岩抑制剂使用，180℃热滚16小时，SPIA的页岩滚动回收率均大于95％。与对比例1-7及常用的页岩抑制剂相比，SPIA具有优异的抗温性能及抑制性能。
测试例2
人造岩心压制：称取10.0g钙基膨润土，放入至线性膨胀仪对应的模具中，10MPa压制5min，制得人造岩心。
将人造岩心放入至线性膨胀仪中，向其中加入不同类型的3％抑制剂溶液，测试其浸泡8小时后的线性膨胀率。
表2实施例和对比例以及Soltex、Driscal-D和KCl的膨胀率
| 测试例 | 膨胀率/％ |
| 去离子水 | 67.43 |
| SPIA-1 | 1.45 |
| SPIA-2 | 1.89 |
| SPIA-3 | 2.33 |
| SPIA-4 | 2.89 |
| SPIA-5 | 3.64 |
| SPIA-6 | 4.65 |
| SPIA-7 | 2.98 |
| SPIA-8 | 3.42 |
| SPIA-9 | 4.21 |
| D-1 | 13.45 |
| D-2 | 15.54 |
| D-3 | 12.45 |
| D-4 | 18.76 |
| D-5 | 18.87 |
| D-6 | 19.25 |
| D-7 | 21.23 |
| Soltex | 6.87 |
| Driscal-D | 8.61 |
| KCl | 11.28 |
从表2可以看出，采用本发明的实施例1-9制备的抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂作为页岩抑制剂使用，人造岩心的线性膨胀率均低于5％，优于其它抑制剂。因此，抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂SPIA具有更加优异的抑制性能。
测试例3
分别测试抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂与其它常用抑制剂的BOD5与COD值，结果如表3所示。
表3实施例1和常用抑制剂的环保性能对比
| 测试例 | BOD5/mg/L | COD/mg/L | BOD5/COD |
| SPIA-1 | 659.62 | 2687.65 | 0.2454 |
| Soltex | 254.20 | 3763.45 | 0.0675 |
| Driscal-D | 364.21 | 3486.45 | 0.1045 |
从表3可以看出，抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂SPIA可生化比为0.2454，优于Soltex与Driscal-D，具有较好的环保性能。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂，其特征在于，包括如下结构式(Ⅰ)至式(Ⅸ)所示的聚合物中的至少一种：
其中，式(Ⅰ)中n11：n12：n13：n14的摩尔比为1：1：1：1；
其中，式(Ⅱ)中n21：n22：n23：n24的摩尔比为1：1.5：2：1.2；
其中，式(Ⅲ)中n31：n32：n33：n34的摩尔比为1：1.3：1.5：1.1；
其中，式(Ⅳ)中n41：n42：n43：n44的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式（Ⅴ）中n51：n52：n53：n54的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式(Ⅵ)中n61：n62：n63：n64的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8；
其中，式（Ⅶ）中n71：n72：n73：n74的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
其中，式（Ⅷ）中n81：n82：n83：n84的摩尔比为1：2：3：2；
其中，式（Ⅸ）中n91：n92：n93：n94的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8。
2.一种抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
将环糊精溶解到碱性溶液中，加入多元醇进行第一反应得到改性环糊精；
在催化剂的作用下，所述改性环糊精与烯基苯酚在有机溶剂中进行第二反应得到大分子引发剂；
在氧化剂与还原剂的作用下，所述大分子引发剂与乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺、以及苯乙烯在极性溶剂中进行第三反应得到抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂；
其中，所述乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体、丙烯酰胺和苯乙烯的摩尔比为1：（0.5-3）：（0.5-3）：（0.5-2）。
3.根据权利要求2所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，在所述第一反应步骤中，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的至少一种；
和/或，所述多元醇包括季戊四醇、丙三醇、2-羟甲基-1,3-丙二醇中的至少一种；
和/或，所述碱性溶液包括KOH溶液、NaOH溶液中的至少一种。
4.根据权利要求2所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，在所述第一反应步骤中，以1L所述碱性溶液为基准，所述环糊精的添加量为（0.001-0.015）mol/L；
和/或，所述环糊精与所述多元醇的摩尔比为1：（1-21）；
和/或，所述碱性溶液的浓度为（0.01-0.1）mol/L；
和/或，所述第一反应的反应温度为40-60℃，反应时间为2-4h。
5.根据权利要求2所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，在所述第二反应步骤中，所述催化剂包括活性氧化铝、沸石分子筛和大孔强酸性离子交换树脂中的至少一种；
和/或，所述烯基苯酚包括3-乙烯基苯酚、4-乙烯基苯酚、对烯丙基苯酚中的至少一种；
和/或，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的至少一种；
和/或，以1L所述有机溶剂为基准，所述改性环糊精的添加量为（0.001-0.015）mol/L，所述催化剂的添加量为（10-20）g/L；
和/或，所述改性环糊精与所述烯基苯酚的摩尔比为1：（1-65）；
和/或，所述第二反应的反应温度为40-60℃，反应时间为2-4h。
6.根据权利要求2所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，在所述第三反应步骤中，所述乙烯基磺酸盐单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠和乙烯基磺酸钠中的至少一种；
和/或，所述乙烯基季铵盐单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵和4-乙烯基苄基三甲基氯化铵中的至少一种；
和/或，所述极性溶剂包括水和丙酮中的至少一种；
和/或，所述氧化剂为过硫酸盐；
和/或，所述还原剂为亚硫酸氢钠；
和/或，以1L所述极性溶剂为基准，所述大分子引发剂的添加量为（0.001-0.015）mol/L，所述氧化剂的加量为（0.01-0.05）mol/L；
和/或，所述大分子引发剂和所述乙烯基磺酸盐的摩尔比为1：（20-70）；
和/或，所述氧化剂和还原剂的摩尔比为1：（0.8-1.3）；
和/或，所述第三反应的反应温度为60-80℃，反应时间为10-48h。
7.一种水基钻井液，其特征在于，包括权利要求1所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂。
8.根据权利要求7所述水基钻井液，其特征在于，所述抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂的添加量为0.3-3w/v%。
9.根据权利要求7所述水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液还包括两性离子包被剂FA367、磺化酚醛树脂SMP、磺化沥青DYFT-1、润滑剂3#白油、降滤失剂CMC-LV和黄原胶XC。
10.根据权利要求9所述水基钻井液，其特征在于，以所述水基钻井液的总重量为基准，所述两性离子包被剂FA367的含量为（0.2-1）w/v%，所述磺化酚醛树脂SMP的含量为（0.5-3）w/v%，所述磺化沥青DYFT-1的含量为（0.5-3）w/v%，所述润滑剂3#白油的含量为（2-3）w/v%，所述降滤失剂CMC-LV的含量为（1-3）w/v%，所述黄原胶XC的含量为（0.1-0.5）w/v%。
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| Evaluation of β-cyclodextrin–polyethylene glycol as green scale inhibitors for produced-water in shale gas well;Yuan Liu et al.;Desalination;第377卷;28-33 * |
| 改性β-环糊精共聚物稠化酸的合成与评价;马喜平;石伟;袁辉;朱忠祥;;精细化工;第32卷(第12期);1413-1420 * |
Also Published As
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