一种钻井液用醚胺复合抑制剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用醚胺复合抑制剂及其制备方法。醚胺复合抑制剂包括端胺基聚醚、聚合醇、氯化钾和水组成。制备方法为：将重量份为10～25份的氯化钾加入40～100份水中，室温充分混合；继续加入60～100份端胺基聚醚，室温充分混合；将上述混合物加入40～80份聚合醇中，温度25～40℃搅拌均匀后得产品。该醚胺复合抑制剂具有起泡率低、抑制性强、适应性强的特点，与各种钻井液处理剂配伍性良好；其大大降低有机胺抑制剂的起泡率，在很大程度上方便了现场应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井过程中页岩抑制剂及其制备方法领域，具体是一种钻井液用醚胺复合抑制剂及其制备方法。
技术介绍
胺(铵)类物质用来抑制页岩水化膨胀、改善钻井液性能已有很长的历史，其种类不断发展，先后经历了氯化铵、铵盐、季铵阳离子聚合物、部分水解聚丙烯酰胺、有机阳离子物质-季烷基胺、有机阳离子物质-季羟基胺、两性聚胺酸、烷基二胺、聚胺乙二醇类和聚醚胺类的发展阶段。目前国内外研究较多的是第二代有机胺抑制剂(烷基二胺、聚胺乙二醇类和聚醚胺类)，它能够克服传统季铵盐等存在的环境污染、抗温性差、正电性过高等固有缺陷，并且具有用量少、见效快、抑制性强等优势，因而广受推崇。围绕有机胺抑制剂为中心的高性能水基钻井液(HighPerformanceWaterBasedMud，HPWBM)具有堪比油基钻井液的性能，能够保证施工过程井壁稳定、井眼清洁，在钻进施工安全、提高机械钻速、储层保护等方面均存在十足的优势。醚胺类物质作为目前有机胺抑制剂研究热点，得到了钻井行业广泛关注。其抑制泥页岩水化机理为：目前所研究的聚醚胺及其改性物分子量大多在200-800之间，其分子能够在化学势差的驱动下进入黏土层间并吸附在黏土片层表面，通过质子化胺基中和黏土表面负电荷，降低黏土颗粒的Zeta电位；聚醚胺分子与黏土表面硅氧烷基形成氢键，进一步强化在黏土表面的吸附。静电引力和氢键二者共同作用降低黏土层间水化斥力，最大限度降低黏土水化层间距，>将黏土片层束缚在一起，并排挤出部分层间吸附水，减弱黏土水化。同时，聚醚胺吸附在黏土颗粒表面后，其分子的疏水部分覆盖在黏土表面，降低黏土表面的亲水性，阻止水分子的进入，进一步抑制黏土水化膨胀。较之于传统有机胺抑制剂，醚胺类抑制剂具有其独特的长效性、稳定性、平和性及强抑制性等优点。其抗冲刷能力强，保证钻井作业结束后也具有长时间的地层抑制效果；抗温稳定性好，在高温高密度下仍具有良好的流变性、滤失性和润滑性；同常规钻井液处理剂配伍性良好，不会导致絮凝等突变现象。张国等(CN103087691A)以聚醚胺为原料，在碱金属催化剂存在下与环氧化合物在90-110℃、真空条件下反应得到一种具有独特分子结构的有机胺抑制剂，其“遥爪型”二胺或多胺类化合物结构使其能依靠首尾两个或多个胺基固定黏土晶片，更好地发挥胺类化合物对黏土的抑制作用；该抑制剂可用于高温强水敏易失稳地层，抗宣化膨润土污染高达30％，岩屑滚动回收率可达90％以上，8h页岩线性膨胀率在10％以内，抗温达180℃，生物毒性低，LC50值大于38010mg/L，可用于深水钻井中。王富华等(巩加芹.强抑制水基钻井液配方研制与性能评价[D].青岛:中国石油大学,2011.)利用十二烷基醇合成聚醚醇，接着和氯化试剂反应生成聚醚氯化物，聚醚氯化物再和多乙烯多胺反应得到聚醚胺；然后通过聚醚胺和环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的混合物反应得到同样的“遥爪型”结构的有机胺分子，对其进行了性能评价，并优选得到强抑制水基钻井液配方，在沾北3-B和沾北3-C井进行现场试验，结果表明该钻井液具有良好的抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力，对解决因水化不均匀或微裂缝层理发育引起的井壁垮塌具有良好的井壁稳定效果。南化集团研究院成功开发出聚醚胺抑制剂NH-1，在河南油田、江汉油田、江苏油田已得到推广应用，中国石油大学等单位及企业也已研发出相关醚胺改性类产品。然而，限制有机胺抑制剂推广应用的主要障碍之一是起泡问题，在胜利油田临盘街5井、义123-平1井和河南安HF1井等钻井施工中发现加入有机胺抑制剂循环一周后产生大量气泡，且使用消泡剂效果不明显。醚胺类抑制剂在现场应用中存在同样的问题：类似聚醚胺的多羟基胺基化合物加入水基钻井液体系会产生大量气泡，形成的气泡微小，而加入聚醚胺往往使体系粘度升高，这都使得气泡难以消除。通过对前述醚胺类抑制剂产品测试发现其加入10％膨润土浆后起泡率均在57.14％以上。目前各钻井公司在现场主要采用将白油与有机胺抑制剂一同混合加入的方法使之起泡最少，但效果仍不够好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足而提供的一种具有低起泡率、强抑制性、强适应性的钻井液用醚胺复合抑制剂及其制备方法。本专利技术通过以下技术方案达到的：一种钻井液用醚胺复合抑制剂，包括如下重量配比的组分：其中，所述端胺基聚醚是分子通式为H2N―R―(OR1)N―NH2的聚氧乙烯醚二胺，分子通式中R和R1是具有3到6个不同碳原子数目或者相同碳原子数目的亚烷基基团，N值是4到8的整数。其中，所述聚合醇是聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚丙二醇200、聚丙二醇400和聚丙二醇600中的任意一种，优选聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600。本专利技术针对该钻井液用醚胺复合抑制剂的制备方法，包括下列步骤：(1)将所述重量份数的氯化钾加入所述重量份数的水中，室温搅拌或循环15～25分钟；(2)将所述重量份数的端胺基聚醚加入步骤(1)得到的混合物中，室温搅拌或循环20～30分钟；(3)将步骤(2)得到的混合物加入所述重量份数的聚合醇中，温度25～40℃搅拌或循环30～90分钟后，得到本产品。其中，所述步骤(1)、(2)、(3)中的搅拌或循环时间分别优选15分钟、25分钟、60分钟。其中，所述步骤(3)中的温度优选40℃。本专利技术的复合抑制剂另一种方案还可以包括2～10重量份的Span80。相应地，该钻井液用醚胺复合抑制剂的制备方法，包括下列步骤：(1)将所述重量份数的氯化钾加入所述重量份数的水中，室温搅拌或循环15～25分钟；(2)将所述重量份数的端胺基聚醚加入步骤(1)得到的混合物中，室温搅拌或循环20～30分钟；(3)将所述重量份数的Span80加入所述重量份数的聚合醇中，温度25～40℃搅拌或循环10～30分钟；(4)将步骤(2)得到的混合物加入步骤(3)得到的混合物中，温度25～40℃搅拌或循环30～90分钟后，得到本产品。其中，所述步骤(1)、(2)、(3)、(4)中的搅拌或循环时间分别优选15分钟、25分钟、30分钟、60分钟。其中，所述步骤(3)、(4)中的温度分别优选25℃、40℃。本专利技术所述抑制剂用作钻井液页岩抑制剂时，其使用温度为5℃～140℃。本专利技术与现有技术相比具有如下优势：通过聚醚胺等组分复配得到的该钻井液用醚胺复合抑制剂能够在保证强抑制性的基础上，大大降低有机胺抑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是包括如下重量份的组分，端胺基聚醚‑60～100份，聚合醇‑40～80份，氯化钾或甲酸钠、甲酸钾‑10～25份，水‑40～100份。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是包括如下重量份的组分，端胺
基聚醚-60～100份，聚合醇-40～80份，氯化钾或甲酸钠、甲酸钾-10～25份，水
-40～100份。
2.根据权利要求1所述的钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是：所述端胺
基聚醚是分子通式为H2N―R―(OR1)N―NH2的聚氧乙烯醚二胺，分子通式中R
和R1是具有3到6个不同碳原子数目或者相同碳原子数目的亚烷基基团，N
值是4到8的整数。
3.根据权利要求2所述的钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是：所述聚合
醇是聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚丙二醇200、聚丙二醇400
和聚丙二醇600中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是：所述聚合
醇优选聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600的任意一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的钻井液用醚胺复合抑制剂，其特征是：
所述组分中还包括2～10重量份的Span80。
6.按照权利要求1-4中任一项所述的钻井液用醚胺复合抑制剂的制备方法，
其特征是包括下列步骤：
(1)将所述重量份数的氯化钾加入所述重量份数的水中，室温搅拌或循环
15～25分钟；
(2)将所述重量份数的端胺基聚醚加入步骤(1)得到的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐运波，蓝强，武学芹，朱晓明，郑成胜，张鹏，王忠杰，
申请(专利权)人：中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37