A shale intercalation inhibitor made of hyperbranched quaternary ammonium salt belongs to the field of oil and gas drilling technology. The shale intercalation inhibitor made of hyperbranched quaternary ammonium salt is prepared by mixing hyperbranched quaternary ammonium salt with water. The mass ratio of hyperbranched quaternary ammonium salt in shale intercalation inhibitor is 0.5-4%. The hyperbranched quaternary ammonium salt is composed of polyamine compounds and sulfone compounds containing olefin bonds. As raw materials, one of trimethyl vinyl ammonium, triethyl vinyl ammonium and trimethyl 1 pentenyl ammonium is used as end-capping reagent to synthesize amino-terminated hyperbranched polyamines in the following steps: synthesis of amino-terminated hyperbranched polyamines; modification of amino-terminated hyperbranched polyamines. The shale intercalation inhibitor made of hyperbranched quaternary ammonium salt provided by the invention is safe and non-toxic, easy to combine with negatively charged clay layer, and its inhibition performance is obviously improved compared with similar products, raw materials are easily available, the price is cheap, the synthetic method provided is simple, stable and reliable, and is suitable for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
一种超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂
本专利技术涉及一种钻井液用页岩插层抑制剂,具体涉及一种超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂,属于油气田钻井
技术介绍
一直以来井壁稳定都是钻井过程需要克服的世界性技术难题。据统计数据显示75%的钻遇地层为泥页岩地层,而90%的井壁失稳主要发生在泥页岩地层,特别是水敏性地层。井壁不稳定将会导致井壁坍塌,缩径,卡钻等井下复杂事故的发生,从而增加钻井时间和成本。油基钻井液具有井壁稳定性好、抑制能力强的优点,但存在对环境污染严重,不昜处理、处理成本过高等问题。水基钻井液因具有配制简单、价格低、对环境污染小且较好的抑制效果而受到广泛关注。开发出效果与油基钻井液相当的水基钻井液来代替油基钻井液是当前钻井液技术发展的一种趋势,在页岩气开发中特别突出。为了克服现有抑制剂的缺点,研究者们在抑制剂方面展开了大量实验研究,但真正被市场所接受的品种不多,尤其是适用于高温高密度水基钻井液中的抑制剂尚待开发。近年来,聚醚胺抑制剂一直是研发的重点,但聚醚胺不抗温、抑制黏土水化分散效果差,而超支化聚合物不仅具有良好的溶解性能和较高的反应活性,而且因其具有三维立体结构,与聚醚胺抑制剂相比,其由C-N键代替了C-O醚键,使其抗温、抗盐性能大大提高,另一方面超支化聚合物由于其出色的高流变性、低黏度以及大量可修饰的末端官能团等一系列独特的物理化学特性,而且相比于其他聚合物合成更简单、成本更低,因此在聚合物学科领域成为了近年来的热门研究对象。目前所研究和应用的聚胺类抑制剂多为线性结构,对于线性聚胺抑制剂而言,其在水中溶解后通常呈无规则得线性构型,当其用于 ...
【技术保护点】
1.一种超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂,其特征在于,所述超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂由超支化季铵盐与水混合配制而成,其中超支化季铵盐在页岩插层抑制剂中的质量比为0.5~4%,所述超支化季铵盐以多胺类化合物及含烯键的砜类化合物为原料,三甲基乙烯基铵、三乙基乙烯基铵、三甲基‑1‑戊烯基铵中的一种为封端试剂,采用如下步骤合成:(1)初步合成:将摩尔比为1:1多胺类化合物及含烯键的砜类化合物,分别溶解在100ml溶剂中,在通氮气并搅拌的条件下,将含多胺类化合物的溶液滴加在含烯键的砜类化合物的溶液中,28‑30min内完成,在室温下,搅拌反应36h,反应结束后,旋蒸得到粘稠状产物A,其中,含烯键的砜类化合物中的乙烯基会不断取代多胺类化合物氨基上的氢原子,直至含烯键的砜类化合物反应完全或多胺类化合物氨基上没有氢原子为止;(2)封端改性:取粘稠状产物A,加入溶剂,待完全溶解后,将封端试剂在28‑30min内滴加到上述溶液中,保持反应温度为60℃,反应时间为12h,反应完毕后,再升温回流,回流结束后将反应物旋蒸至干后,用有机试剂沉淀、洗涤、抽滤,所得产物在60℃下干燥8h,即为超支化季铵盐。
【技术特征摘要】
1.一种超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂,其特征在于,所述超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂由超支化季铵盐与水混合配制而成,其中超支化季铵盐在页岩插层抑制剂中的质量比为0.5~4%,所述超支化季铵盐以多胺类化合物及含烯键的砜类化合物为原料,三甲基乙烯基铵、三乙基乙烯基铵、三甲基-1-戊烯基铵中的一种为封端试剂,采用如下步骤合成:(1)初步合成:将摩尔比为1:1多胺类化合物及含烯键的砜类化合物,分别溶解在100ml溶剂中,在通氮气并搅拌的条件下,将含多胺类化合物的溶液滴加在含烯键的砜类化合物的溶液中,28-30min内完成,在室温下,搅拌反应36h,反应结束后,旋蒸得到粘稠状产物A,其中,含烯键的砜类化合物中的乙烯基会不断取代多胺类化合物氨基上的氢原子,直至含烯键的砜类化合物反应完全或多胺类化合物氨基上没有氢原子为止;(2)封端改性:取粘稠状产物A,加入溶剂,待完全溶解后,将封端试剂在28-30min内滴加到上述溶液中,保持反应温度为60℃,反应时间为12h,反应完毕后,再升温回流,回流结束后将反应物旋蒸至干后,用有机试剂沉淀、洗涤、抽滤,所得产物在60℃下干燥8h,即为超支化季铵盐。2.根据权利要求1所述的一种超支化季铵盐制成的页岩插层抑制剂,其特征在于,所述多胺类化合物为多乙烯多胺或烷基二胺中的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢刚,肖玉容,邓明毅,黄丹超,罗平亚,江林峰,聂梦圆,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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