一种仿沥青材料及其制备方法与作为封堵剂的应用和水基钻井液技术

本发明专利技术提供了一种仿沥青材料及其制备方法与作为封堵剂的应用和水基钻井液，属于石油钻井工程油田化学技术领域。本发明专利技术提供的仿沥青材料中不含芳烃、磺酸基团等有毒物质，环境友好。将本发明专利技术提供的仿沥青材料作为封堵剂用于水基钻井液，具有良好的封堵性能，能够降低水基钻井液的高温高压滤失量以及泥饼的渗透率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种仿沥青材料及其制备方法与作为封堵剂的应用和水基钻井液


[0001]本专利技术涉及石油钻井工程油田化学
，具体涉及一种仿沥青材料及其制备方法与作为封堵剂的应用和水基钻井液。

技术介绍

[0002]随着能源消耗的日益增加，常规油气资源已无法满足能源消费需求，促使钻探工作向复杂地层油气资源投入。复杂地层钻进将给钻井工程带来严峻挑战，易出现井壁失稳现象，严重时甚至导致井眼报废，造成巨大的经济损失。对于现有钻井技术而言，井壁失稳问题是现场钻井过程中的一大世界性难题，尤其对于含黏土含量高的泥页岩而言更易出现井壁失稳现象。相对于水基钻井液，油基钻井液更能适应于复杂地层的钻探工作，有利于井壁稳定；但油基钻井液存在成本高、钻屑处理难、污染环境等突出问题。采用水基钻井液钻进过程中，在钻井正压差以及毛管力的作用下，钻井液滤液沿着微裂缝侵入地层，使地层岩石强度降低，提高了井壁失稳概率。
[0003]为了克服上述问题，最直接的措施就是提高钻井液的封堵性能，具体可以加入封堵剂来提高钻井液泥饼质量，阻止钻井液滤液进入地层，同时粘结微裂缝，并降低钻井液激动压力对井壁稳定性的影响。目前，沥青类封堵剂是公认较为理想的封堵剂，但基于目前油田环保形势严峻，该封堵剂因荧光级别高经常被禁止使用，基于此，为了解决复杂地层钻进过程中出现的井壁失稳问题并保证满足环保要求，制备一种不含有芳烃等有毒物质的环保型仿沥青封堵剂是研究者们亟需解决的问题。
[0004]中国专利CN109468124B(申请号201710815622.3)提供了一种仿沥青封堵剂，其吸附在页岩界面上时，可阻止页岩颗粒的水化分散，起到防塌作用，但该仿沥青封堵剂含有磺酸基团，具有一定的生物毒性，仍不能满足环保要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种仿沥青材料及其制备方法与作为封堵剂的应用和水基钻井液，本专利技术提供的仿沥青材料不含芳烃、磺酸基团等有毒物质，环境友好；将其作为封堵剂用于水基钻井液，具有良好的封堵性能。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种仿沥青材料，具有式I所示结构：
[0008][0009]所述式I中，R1选自
‑
H、
‑
COOH或
‑
CH2‑
COOH；
[0010]R2选自
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；
[0011]R3选自
‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；
[0012]R4选自
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；
[0013]n为370～400。
[0014]优选地，所述式I中R1为
‑
COOH、R2为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、R3为
‑
OH、R4为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH，且n为370～380；
[0015]或者所述式I中R1为
‑
CH2‑
COOH、R2为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、R3为
‑
OH、R4为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2，且n为380～390；
[0016]或者所述式I中R1为
‑
H、R2为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、R3为
‑
OH、R4为
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2，且n为390～400。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述仿沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将C5石油树脂、含双键化合物与引发剂混合，进行聚合接枝反应，得到接枝聚合物；
[0019]将所述接枝聚合物与有机胺混合，进行酰胺化反应，得到具有式I所示结构的仿沥青材料；
[0020]其中，所述含双键化合物为衣康酸、丙烯酸和马来酸酐中的一种或几种；所述有机胺为单乙醇胺、乙二胺、二乙醇胺和4
‑
氨基
‑1‑
丁醇的一种或几种。
[0021]优选地，所述C5石油树脂、含双键化合物与有机胺的质量比为(6～7)：(2～3)：(1～2)。
[0022]优选地，所述引发剂包括二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁脒盐酸盐或(NH4)2S2O8‑
NaHSO3混合物；所述引发剂与C5石油树脂的质量比为(0.2～0.5)：(60～70)。
[0023]优选地，所述聚合接枝反应的温度为120～140℃，时间为5～7h。
[0024]优选地，所述酰胺化反应的温度为160～180℃，时间为4～6h。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述仿沥青材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的仿沥青材料作为封堵剂的应用。
[0026]本专利技术提供了一种水基钻井液，包括水、膨润土、pH调节剂、聚合物增粘降滤失剂、降滤失剂、抑制剂、KCl、封堵剂和加重剂，所述封堵剂为上述技术方案所述仿沥青材料或上
为
‑
OH、R4为
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2，且n为390～400。
[0039]本专利技术提供了上述技术方案所述仿沥青材料的制备方法，包括以下步骤：
[0040]将C5石油树脂、含双键化合物与引发剂混合，进行聚合接枝反应，得到接枝聚合物；
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿沥青材料，具有式I所示结构：所述式I中，R1选自
‑
H、
‑
COOH或
‑
CH2‑
COOH；R2选自
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；R3选自
‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；R4选自
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH2、
‑
N
‑
(CH2‑
CH2‑
OH)2或
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
OH；n为370～400。2.根据权利要求1所述的仿沥青材料，其特征在于，所述式I中R1为
‑
COOH、R2为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH、R3为
‑
OH、R4为
‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
OH，且n为370～380；或者所述式I中R1为
‑
CH2‑
COOH、R2为
‑
NH
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：由福昌，许明标，焦凯，周书胜，
申请(专利权)人：荆州嘉华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：