CN101531888B - 一种钻井液用页岩抑制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液用页岩抑制剂及制备方法。钻井液用页岩抑制剂由水、聚氧乙烯醚二胺、质子酸、品质改性剂组成，质子酸为磷酸、氨基磺酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物，品质改性剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇中的一种或其中任意两种的混合物。在制备过程中，在10～50份水中加入20～30份聚氧乙烯醚二胺，然后在搅拌下缓慢滴加5～20份质子酸，加完后在70℃下搅拌反应2小时，最后加入10～25份品质改性剂，搅拌均匀即得钻井液用页岩抑制剂产品。该钻井液用页岩抑制剂能够有效抑制粘土的水化膨胀，且效果非常好，主要用于构建高性能水基钻井液，适用于活性泥页岩地层钻井。

Description

一种钻井液用页岩抑制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及到水基钻井液处理剂及其制备方法，尤其涉及到针对活性泥页岩地层钻井的钻井液用页岩抑制剂及其制备方法。

技术背景

目前，国内常用的钻井液用页岩抑制剂主要有沥青类、聚合物类和无机盐类等，这些页岩抑制剂均各自存在一些不足：如沥青类不利于保护环境；硅酸盐会使体系流变性难以调控；近年来开发的糖苷类、聚乙二醇类，不能解决活性泥页岩的钻井问题，通常需要采用油基钻井液，不利于环境保护和钻井成本降低。近年来，高性能水基钻井液(HPWBM)，又称胺基钻井液(Amine based mud)在国外应用较广。高性能水基钻井液主要由页岩抑制剂、包被剂、分散剂和降滤失剂组成，其实质是应用了一种新型胺基化合物。该胺基化合物有更高的抑制能力和防泥包能力，符合环保要求，并具有成膜作用，其效果与油基钻井液相当，该钻井液体系可以认为是替代油基钻井液且又能安全钻进的一类性能更高的水基钻井液。而国内在这方面研究的较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对活性软泥页岩钻井液用页岩抑制剂及其制备方法，以替代油基钻井液。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

用于钻井液用页岩抑制剂由下列重量份组分构成：

水                    20～60份

聚氧乙烯醚二胺        20～30份

质子酸                5～20份

品质改性剂            10～25份

其中：聚氧乙烯醚二胺：

聚氧乙烯醚二胺分子通式为H₂N-R₁-{OR₂}_x-NH₂，其中分子通式中R₁和R₂是具有1到10个不同碳原子数目或者相同的碳原子数目的亚烷基基团，x是从1到30的值。

质子酸：质子酸为磷酸、氨基磺酸、乙酸、盐酸、甲酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物，其中两种混合物的比例为(重量份组分)：

40～60∶60～40。

品质改性剂：

品质改性剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇中的一种或其中任意两种的混合物，其中两种混合物的比例为(重量份组分)：30～70∶70～30。

钻井液用页岩抑制剂的制备方法：

在20～60份水中加入20～30份聚氧乙烯醚二胺，然后在搅拌下缓慢滴加5～20份质子酸，加完后在70℃下搅拌反应2小时，最后加入10～25份品质改性剂，搅拌均匀即可。

本发明的积极效果是：

(1)、页岩抑制剂与钻井液具有良好的配伍性；

(2)、页岩抑制剂具有超强的页岩抑制能力，热滚回收率大于90％；

(3)、以页岩抑制剂为主剂，构建的高性能钻井液具有良好的抑制性能、抗温性能、储层保护性能和环境保护性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明

实例1

准确称取80克H₂N-R₁-{OR₂}_x-NH₂，其中R₁和R₂都是具有5个碳原子的亚烷基基团，x的值为8，倒入三口烧瓶中，称取150克水倒入三口烧瓶中，开动搅拌器开始搅拌，称取20克36％乙酸和85％磷酸混合物(按质量比1∶1混合)，将混合酸置入滴加漏斗中，将混合酸缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加完后，使反应物在70℃时反应2小时，加入40克丙三醇，搅拌均匀后出料，即为产品。

实例2

准确称取90克H₂N-R₁-{OR₂}_x-NH₂，其中R₁和R₂都是具有6个碳原子的亚烷基基团，x的值为6，倒入三口烧瓶中，称取200克水倒入三口烧瓶中，开动搅拌器开始搅拌，称取30克85％磷酸，将磷酸置入滴加漏斗中，将磷酸缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加完后，使反应物在70℃时反应2小时，加入50克乙二醇，搅拌均匀后出料，即为产品。

实例3

准确称取130克H₂N-R₁-{OR₂}_x-NH₂，其中R₁和R₂都是具有4个碳原子的亚烷基基团，x的值为4，倒入三口烧瓶中，称取250克水倒入三口烧瓶中，开动搅拌器开始搅拌，称取45克柠檬酸，将柠檬酸缓慢加入到三口烧瓶中，待柠檬酸加完后，使使反应物在70℃时反应2小时，加入65克二甘醇，搅拌均匀后出料，即为产品。

实例检验结果：

采用基浆热滚回收率的方法评价其实施方式中产品的抑制性能，取钻屑过6-10目筛，烘干至恒重，称取50g，加入到350mL清水中，在100℃下老化16h后过40目筛，筛余在105℃下烘干至恒重，称重，记为m。计算热滚后钻屑回收率，效果如下表：

项目	滚热回收率％
		空白基浆	45
基浆+2％实例1	93
		基浆+2％实例2	95
基浆+2％实例3	92.7

由表中数据可以看出：本发明的钻井液用页岩抑制剂具有超强的页岩抑制能力。

Claims (2)

1.一种钻井液用页岩抑制剂，其特征在于，钻井液用页岩抑制剂由下列重量份组份构成：

水                        20～60份

聚氧乙烯醚二胺            20～30

质子酸                    5～20份

品质改性剂                10～25份

其中：聚氧乙烯醚二胺，分子通式为H₂N-R₁-{OR₂}_X-NH₂，分子通式中R₁和R₂是具有4到6个不同碳原子数目或者相同的碳原子数目的亚烷基基团，x是从4到8的值，质子酸为磷酸、氨基磺酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物，其中两种混合物的重量份组份比例为：40～60∶60～40，品质改性剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇中的一种或其中任意两种的混合物，其中两种混合物的重量份组份比例为：30～70∶70～30。

2.根据权利要求1所述的钻井液用页岩抑制剂，其特征在于：钻井液用页岩抑制剂的制备方法是在20～60份水中加入20～30份聚氧乙烯醚二胺，然后在搅拌下缓慢滴加5～20份质子酸，加完后在70℃下搅拌反应2小时，最后加入10～25份品质改性剂，搅拌均匀即可。