抗高温改性环糊精星型聚合物页岩抑制剂及制备方法、水基钻井液技术

本发明专利技术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。本发明专利技术以环糊精为核，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。液相同的有益效果。液相同的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及钻井液领域，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为实现上述目的，本专利技术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：
[0006][0007]其中，式(Ⅰ(中n11：n12：n13：n14的摩尔比为1：1：1：1；
[0008][0009]其中，式(Ⅱ(中n21：n22：n23：n24的摩尔比为1：1.5：2：1.2；
[0010][0011]其中，式(Ⅲ(中n31：n32：n33：n34的摩尔比为1：1.3：1.5：1.1；
[0012][0013]其中，式(Ⅳ(中n41：n42：n43：n44的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
[0014][0015]其中，式(
Ⅴ
(中n51：n52：n53：n54的摩尔比为1：2：3：2；
[0016][0017]其中，式(
Ⅵ
(中，n61：n62：n63：n64的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8；
[0018][0019]其中，式(
Ⅶ
)中n71：n72：n73：n74的摩尔比为1：0.5：0.5：0.5；
[0020][0021]其中，式(
Ⅷ
)中n81：n82：n83：n84的摩尔比为1：2：3：2；
[0022][0023]其中，式(
Ⅸ
)中n91：n92：n93：n94的摩尔比为1：2.5：0.8：0.8。
[0024]此外，为实现上述目的，本专利技术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：
[0025]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；
[0026]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；
[0027]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。
[0028]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。
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％。
[0057]本专利技术所能实现的有益效果：
[0058]本专利技术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：
[0059](1)与传统的页岩抑制剂相比，本专利技术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％；
[0060](2)与传统的页岩抑制剂相比，本专利技术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；
[0061](3)与传统的页岩抑制剂相比，本专利技术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；
[0062](4)与传统的页岩抑制剂相比，本专利技术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
[0063]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0064]图1为本专利技术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。
[0065]本专利技术目的的实现、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
[0066]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0067]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0068]在本专利技术中如涉及“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，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0069]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。
[0070]鉴于此，本专利技术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：
[0071][0072]其中，式(Ⅰ(中n11：n12：n13：n14的摩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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。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，所述碱性溶剂包括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，所述碱性溶剂的浓度为(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠涛，陈孝东，高鑫，崔立峰，罗小玲，戚怡，罗辉，
申请(专利权)人：广东湛江海洋医药研究院，
类型：发明
国别省市：