泥页岩抑制剂制备方法及抑制剂的应用技术

本申请公开了一种泥页岩抑制剂制备方法及抑制剂的应用，属于石油钻井技术领域。所述方法包括：在第一参考温度下将环氧丙烷加入到邻磺酸对苯二胺、乙醇的混合物中，反应第一参考时间后得到第一化合物；对所述第一化合物升温至第二参考温度后搅拌加入环氧氯丙烷，待反应体系出现增稠现象时，保温第二参考时间，加入盐酸继续反应第三参考时间，得到所述泥页岩抑制剂；其中，所述邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1‑2:3‑4.5:2.8‑3.5，所述环氧氯丙烷与所述邻磺酸对苯二胺物的质量比为0.5‑1.5:3‑4.5。本申请实施例提供的抑制剂悬浮物稳定性好，具有良好的水溶性，能够有效抑制黏土的水化膨胀及分散。

【技术实现步骤摘要】
泥页岩抑制剂制备方法及抑制剂的应用
本申请涉及石油钻井
，特别涉及一种泥页岩抑制剂制备方法及抑制剂的应用。
技术介绍
页岩气勘探开发对国民经济和我国能源发展的重大战略意义已成为共识。但是由于地层泥页岩发育，在页岩气勘探开发钻井过程中因泥页岩水化膨胀而出现井壁垮塌或缩径等问题，造成井下施工复杂。为了避免上述事故发生，一般在钻井时会在钻井液中加入泥页岩抑制剂，通过泥页岩抑制剂抑制泥页岩分散，进而达到保持井壁稳定的目的。另外在常规钻井中，如果遇到大段泥页岩，也要加入泥页岩抑制剂来防止井壁坍塌。相关技术采用的钻井液包括阳离子抑制剂、聚合物以及无机盐等。但是无机盐抑制剂中的KCl和NaCl等抑制性能不足，用量较大，且对含铁的钻具、管线等容易形成电化学反应，腐蚀钻具和管线；阳离子抑制剂，如小分子阳离子NW-1，大分子阳离子CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)等与常用阴离子钻井液处理剂(磺化酚醛树脂、磺化丹宁、磺化褐煤等)之间的阴阳离子相吸，会影响钻井液的悬浮稳定性，从而影响处理剂的使用效果。申请内容本申请实施例提供了一种泥页岩抑制剂制备方法及抑制剂的应用，可以解决相关技术中泥页岩抑制剂对于泥页岩的抑制性能不足、与阴离子钻井液处理剂不相容的问题。所述技术方案如下：一方面，提供了一种泥页岩抑制剂制备方法，所述方法包括：在第一参考温度下将环氧丙烷加入到邻磺酸对苯二胺、乙醇的混合物中，反应第一参考时间后得到第一化合物；对所述第一化合物升温至第二参考温度后搅拌加入环氧氯丙烷，待反应体系出现增稠现象时，保温第二参考时间，加入盐酸继续反应第三参考时间，得到所述泥页岩抑制剂；其中，所述邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1-2:3-4.5:2.8-3.5，所述环氧氯丙烷与所述邻磺酸对苯二胺物的质量比为0.5-1.5:3-4.5。可选地，所述第一化合物的分子结构式为可选地，所述泥页岩抑制剂的分子结构式为可选地，所述第一参考温度为70℃-90℃。可选地，所述第一参考时间为80-150分钟。可选地，所述第二参考温度为100℃-160℃。可选地，所述第二参考时间为大于或等于60分钟。可选地，所述第三参考时间为120-180分钟。另一方面，提供了一种泥页岩抑制剂的应用，所述应用包括权利要求1-8任一所述的泥页岩抑制剂。可选地，所述泥页岩抑制剂用于油气的开采中。本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请实施例提供的方法制备的抑制剂，通过邻磺酸对苯二胺、乙醇与环氧丙烷、环氧氯丙烷反应生成的抑制剂为网状状结构，且该网状结构长链分子水化后带正电荷，而黏土带负电荷，通过抑制剂进入粘土层，并将粘土束缚在一起，减少粘土的吸水量，同时置换出粘土中的无机水化阳离子，降低粘土的zeta电位，使粘土发生凝聚和聚集。进一步地，由于抑制剂中富含OH-，增大了抑制剂的水溶性；同时由于邻磺酸对苯二胺中的-HSO3基团，使该抑制剂带负电荷，使得粘土表面吸附阳离子NR+与阴离子-HSO3、OH-聚合物之后形成溶剂化层，造成粘土颗粒之间的静电排斥，减弱了粘土的絮凝作用，提高了钻井液体系的稳定性。本申请实施例提供的抑制剂悬浮物稳定性好，与磺化酚醛树脂、磺化丹宁、磺化褐煤等阴离子的钻井液配伍性好；且该抑制剂富含羟基，具有良好的水溶性，能够有效抑制黏土的水化膨胀及分散，并为钻井液提供一定的润滑性能，且对环境友好。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的泥页岩抑制剂制备方法流程图。具体实施方式除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。现有技术中针对泥页岩钻井液经常使用油基钻井液或水基钻井液，油基钻井液可以保持井壁稳定，但是对环境污染比较大，经济效益较低。水基钻井液可以消除油基钻井液对环境的污染，提高经济效益，但使用水基钻井液的难点在于：对于泥页岩的水敏性较大，在长时间浸泡后会导致油井的井壁坍塌应力降低而导致井壁不稳定。鉴于此，本申请实施例提供了一种泥页岩抑制剂及其制备方法，可解决上述技术问题。一方面，本申请实施例提供了一种泥页岩抑制剂制备方法，参见图1，该方法包括：步骤101、在第一参考温度下将环氧丙烷加入到邻磺酸对苯二胺、乙醇的混合物中，反应第一参考时间后得到第一化合物。步骤102、对第一化合物升温至第二参考温度后搅拌加入环氧氯丙烷，待反应体系出现增稠现象时，保温第二参考时间，加入盐酸，继续反应第三参考时间，得到泥页岩抑制剂。其中，邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1-2:3-4.5:2.8-3.5，其中，环氧氯丙烷与邻磺酸对苯二胺物的质量比为0.5-1.5:3-4.5。本申请实施例提供的方法制备的抑制剂，通过邻磺酸对苯二胺、乙醇与环氧丙烷、环氧氯丙烷反应生成的抑制剂为网状状结构，且该网状结构长链分子水化后带正电荷，而黏土带负电荷，通过抑制剂进入粘土层，并将粘土束缚在一起，减少粘土的吸水量，同时置换出粘土中的无机水化阳离子，降低粘土的zeta电位，使粘土发生凝聚和聚集。进一步地，由于抑制剂中富含OH-，增大了抑制剂的水溶性；同时由于邻磺酸对苯二胺中的-HSO3基团，使该抑制剂带负电荷，使得粘土表面吸附阳离子NR+与阴离子-HSO3、OH-聚合物之后形成溶剂化层，造成粘土颗粒之间的静电排斥，减弱了粘土的絮凝作用，提高了钻井液体系的稳定性。本申请实施例提供的抑制剂悬浮物稳定性好，与磺化酚醛树脂、磺化丹宁、磺化褐煤等阴离子的泥浆处理剂配伍性好；且该抑制剂富含羟基，具有良好的水溶性，能够有效抑制黏土的水化膨胀及分散，并为钻井液提供一定的润滑性能，且对环境友好。需要说明的是，由于铵离子与钾离子具有类似的水化体积，因此，本申请实施例提供的抑制剂，由于含有铵离子，因此可以进入粘土层之间，抑制粘土的膨胀。进一步地，本申请实施例提供的邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1-2:3-4.5:2.8-3.5。示例的，可以为1:4:3、1.5:4:3、1:3:3、1:3:2.8、2:4.5:3.5等。采用上述比例范围内的邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷可以保证生成的第一化合物中的没有副反应产物。其中，环氧氯丙烷与邻磺酸对苯二胺的质量比为0.5-1.5:3-4.5，示例的，环氧氯丙烷与邻磺酸对苯二胺的质量比可以为0.5:3、0.5:3.5、1:3、1:4、1:4.5、1.5:3.5、1.5:4等。通过控制环氧氯丙烷与邻磺酸对苯二胺的质量比为0.5-1.5:3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥页岩抑制剂制备方法，其特征在于，所述方法包括：在第一参考温度下将环氧丙烷加入到邻磺酸对苯二胺、乙醇的混合物中，反应第一参考时间后得到第一化合物；/n对所述第一化合物升温至第二参考温度后搅拌加入环氧氯丙烷，待反应体系出现增稠现象时，保温第二参考时间，加入盐酸继续反应第三参考时间，得到所述泥页岩抑制剂；/n其中，所述邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1-2:3-4.5:2.8-3.5，所述环氧氯丙烷与所述邻磺酸对苯二胺物的质量比为0.5-1.5:3-4.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种泥页岩抑制剂制备方法，其特征在于，所述方法包括：在第一参考温度下将环氧丙烷加入到邻磺酸对苯二胺、乙醇的混合物中，反应第一参考时间后得到第一化合物；
对所述第一化合物升温至第二参考温度后搅拌加入环氧氯丙烷，待反应体系出现增稠现象时，保温第二参考时间，加入盐酸继续反应第三参考时间，得到所述泥页岩抑制剂；
其中，所述邻磺酸对苯二胺、乙醇、环氧丙烷的摩尔比为1-2:3-4.5:2.8-3.5，所述环氧氯丙烷与所述邻磺酸对苯二胺物的质量比为0.5-1.5:3-4.5。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一化合物的分子结构式为





3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泥页岩抑制剂的分子结构式为

【专利技术属性】
技术研发人员：黎然，李维，刘阳，张佳寅，周代生，陈龙，陈骥，赵志宏，杨少云，顾涵瑜，杨浩，明爽，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11