CN107628955B - 水基钻井液用胺基抑制剂、水基钻井液体系及制备方法 - Google Patents
水基钻井液用胺基抑制剂、水基钻井液体系及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例公开水基钻井液用胺基抑制剂及其制备方法，该胺基抑制剂包括多元醇酸丙基氯化铵，所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括式I所示的化合物1，或至少包括式II所示的化合物2和式III所示的化合物3。上述技术方案中的胺基抑制剂，通过引入醇羟基，或者引入醇羟基和羧基来改善胺基抑制剂的亲水性，从而提升了胺基抑制剂的抑制性能，减小了胺基抑制剂对钻井液体系流变性的影响，提高了胺基抑制剂的配伍性。
Description
技术领域
本申请涉及用于水基钻井液的抑制剂领域，具体涉及一种水基钻井液用胺基抑制剂。此外，本申请还涉及一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，以及一种水基钻井液体系。
背景技术
在石油勘探开发过程中钻遇泥页岩时，泥页岩井壁容易水化膨胀、分散，导致井壁失稳，甚至坍塌。钻井液是石油钻探时使用的循环冲洗介质，其具有抑制性能，能够防止井壁坍塌。其中，油基钻井液对泥页岩的抑制性能较好，但是环境污染大。考虑到环保的因素，水基钻井液被越来越多地使用。但是与油基钻井液相比，水基钻井液的抑制性能较差。因此，在使用水基钻井液时，通常需要在水基钻井液中添加页岩抑制剂，形成水基钻井液体系，以此来提高泥页岩结构的稳定性。
胺基抑制剂是现有的页岩抑制剂中的一类，它能够渗透到泥页岩基质中或者在黏土层的表面进行反应，抑制效果显著。根据化合物结构来分类，胺基抑制剂主要包括单体胺类抑制剂、低聚胺类抑制剂和高聚胺类抑制剂。其中，聚胺类抑制剂抑制性能比单体胺类抑制剂更好，但对水基钻井液流变性的影响较大。而单体胺类抑制剂对水基钻井液流变性的影响较小，但是抑制性能与聚胺类抑制剂相比较弱。当钻遇易水化的页岩层等复杂层位时，在单体胺类抑制剂的作用下的泥页岩，其稳定性仍不足以满足施工需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种抑制性能更好的胺基抑制剂。
第一方面提供一种水基钻井液用胺基抑制剂，该胺基抑制剂包括多元醇酸丙基氯化铵，所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式I所示的化合物1：
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式II所示的化合物2和下式III所示的化合物3：
其中，R1为-CH2CH2OH或H；
R2为
R3为
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，当所述多元醇酸丙基氯化铵包括式I所示的化合物时，所述多元醇酸丙基氯化铵还包括下式IV所示的化合物4：
结合第一方面及上述可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，该胺基抑制剂还包括烯基聚醚类聚合物，所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，基于胺基抑制剂的总重量，以烯基聚醚类聚合物的重量计，所述烯基聚醚类聚合物的重量分数为10wt％-30wt％。
第二方面，提供一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
将多元醇胺与氯丙烷类化合物混合，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，所述多元醇胺包括三乙醇胺和任选的乙醇胺和/或二乙醇胺，所述氯丙烷类化合物选自环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，该胺基抑制剂的制备方法还包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂；
其中，所述所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
结合第二方面及上述可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，多元醇胺与氯丙烷类化合物的重量比为多元醇胺的重量:氯丙烷类化合物的重量＝(1-2):1。
第三方面，提供一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，包括以下反应步骤：
将多元醇胺加入氯乙酸类化合物，得到第一中间物；
在第一中间物中加入氯丙烷类化合物，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，多元醇胺选自三乙醇胺、乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种，所述氯乙酸类化合物选自氯乙酸、2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸中的一种或几种，所述氯丙烷类化合物包括环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种。
结合第三方面，在第三方面第一种可能的实现方式中，胺基抑制剂的制备方法还包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂；
其中，所述所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
第四方面，提供一种水基钻井液体系，包括第一方面种任一种胺基抑制剂，该水基钻井液体系包括以下重量百分比的组分：
上述技术方案中，胺基抑制剂中的多元醇酸丙基氯化铵至少包括化合物1，或者至少包括化合物2和3的混合物，引入醇羟基，或者引入醇羟基和羧基来改善胺基抑制剂的亲水性。在使用时，多元醇酸丙基氯化铵与易水化的泥页岩表面发生阳离子交换，吸附在泥页岩表面，多元醇酸丙基氯化铵中的亲水基团在泥页岩表面形成水化膜，阻止水分子进入泥页岩内部，从而增加泥页岩的稳定性。也就是说，该胺基抑制剂的抑制性能获得了提升。
此外，上述胺基抑制剂中的多元醇酸丙基氯化铵，由于引入了亲水基团，使得亲水基团在多元醇酸丙基氯化铵分子周围形成水化膜，减少了电荷中和的现象，从而减小了胺基抑制剂对钻井液体系胶体平衡的影响，减小了胺基抑制剂对钻井液体系流变性的影响，进而提高了胺基抑制剂的配伍性。
具体实施方式
为更清楚的对本发明技术方案予以阐述，下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步阐述。
本申请的第一个具体实施方式中，提供了一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
将多元醇胺与氯丙烷类化合物混合，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，所述多元醇胺包括三乙醇胺和任选的乙醇胺和/或二乙醇胺，所述氯丙烷类化合物选自环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种。
上述的制备方法中，当多元醇胺包括三乙醇胺时，三乙醇胺与氯丙烷类化合物发生亲核取代反应，得到式I所示的化合物1，如反应式一所示：
其中，如氯丙烷类化合物包括环氧氯丙烷，基团R2为
如氯丙烷类化合物包括甲基环氧氯丙烷，基团R2为
如氯丙烷类化合物包括三氯丙烷，基团R2为
和/或
如氯丙烷类化合物包括2-甲基-2-氯丙烷，基团R2为
如氯丙烷类化合物包括2-甲基-1-氯丙烷，基团R2为
氯丙烷类化合物可以是上述5种化合物中的一种，也可以是任意几种的混合物，本申请对此不做限制。当氯丙烷类化合物为混合物时，上述反应式一中制得的化合物1相应地也是多种产物的混合物。
上述的制备方法所制得的多元醇酸丙基氯化铵至少包括化合物1，引入醇羟基改善胺基抑制剂的亲水性。在使用时，多元醇酸丙基氯化铵与易水化的泥页岩表面发生阳离子交换，吸附在泥页岩表面，多元醇酸丙基氯化铵中的亲水基团在泥页岩表面形成水化膜，阻止水分子进入泥页岩内部，从而增加泥页岩的稳定性，提升了胺基抑制剂的抑制性能。
此外，发明人经过分析认为，常规小分子的单体胺类抑制剂带有正电荷，并且链端亲水性较差，而水基钻井液胶体一般带负电荷。在使用时，将单体胺类抑制剂加入到水基钻井液中，由于水基钻井液中的负电荷被单体胺类抑制剂中的正电荷中和，破坏了水基钻井液胶体的平衡，导致加入了抑制剂的水基钻井液聚沉，从而一定程度上对水基钻井液的流变性产生了影响。为了维持水基钻井液体系原本性能，往往需添加其他具有降粘效果的添加剂。不同的单体胺类抑制剂往往需要开发不同的添加剂来配合，降低了单体胺类抑制剂的配伍性。
而上述制备方法制得的多元醇酸丙基氯化铵，由于引入了亲水基团，使得亲水基团在多元醇酸丙基氯化铵分子周围形成水化膜，减少了电荷中和的现象，从而减小了胺基抑制剂对钻井液体系胶体平衡的影响，减小了胺基抑制剂对钻井液体系流变性的影响，进而提高了胺基抑制剂的配伍性。
可选地，上述制备方法中，多元醇胺还可以包括乙醇胺和/或二乙醇胺，乙醇胺/二乙醇胺与氯丙烷类化合物发生亲核取代反应，得到化合物2，如反应式二所示：
其中，基团R1为-CH2CH2OH或H；基团R2与前述相同，为
此处不再赘述。
氯丙烷类化合物也可以是上述5种化合物中的一种，也可以是任意几种的混合物，本申请对此不做限制。当氯丙烷类化合物为混合物时，上述反应式二中制得的化合物2相应地也是多种产物的混合物。
当多元醇胺既包括三乙醇胺，又包括乙醇胺和/或二乙醇胺时，多元醇酸丙基氯化铵除了包括上述的化合物1外还包括化合物2，即为化合物1和化合物2的混合物。
可选地，上述制备方法中，还可以包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂。
其中，所述所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。基于所述胺基抑制剂的总重量，以烯基聚醚类聚合物的重量计，所述烯基聚醚类聚合物的重量分数为10wt％-30wt％。
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物进行复配，以得到的复配物作为胺基抑制剂。烯基聚醚类聚合物可以起到调解流型的作用，同时还兼具一定的辅助抑制的效果。烯基聚醚类聚合物与多元醇酸丙基氯化铵二者能够协同提高胺基抑制剂的抑制性能，同时也进一步减小了胺基抑制剂对水基钻井液的流变性的影响。
在本申请第二个具体实施方式中，提供一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，包括以下反应步骤：
将多元醇胺加入氯乙酸类化合物，得到第一中间物；
在第一中间物中加入氯丙烷类化合物，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，多元醇胺选自三乙醇胺、乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种，所述氯乙酸类化合物选自氯乙酸、2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸中的一种或几种，所述氯丙烷类化合物包括环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种。
可选地，多元醇胺和氯丙烷类化合物的重量比为(1-2):1。可选地，氯乙酸类化合物与氯丙烷类化合物的重量比为(0.05-0.25):1。由于氯乙酸类化合物的添加量相对较少，部分多元醇胺与氯乙酸类化合物反应，其他的多元醇胺与氯丙烷类化合物反应。
在第一个具体实施方式中，通过引入醇羟基改善胺基抑制剂的亲水性，从而提高胺基抑制剂的抑制性能，并降低对水基钻井液流变性的影响。与乙醇胺和二乙醇胺相比，三乙醇胺带有更多的醇羟基，更有利于提高胺基抑制剂的亲水性。而当多元醇胺中不含有三乙醇胺时，则在多元醇胺中加入适量的氯乙酸类化合物，使部分多元醇胺与氯乙酸类发生亲核取代反应，部分多元醇胺仍与氯丙烷类反应，从而引入羧基和醇羟基共同来改善胺基抑制剂的亲水性，使得最终制得的胺基抑制剂具有优秀的抑制性能，并且对水基钻井液的流变性影响小。
上述制备方法中，当多元醇胺中不包括三乙醇胺，也就是只有乙醇胺，或只有二乙醇胺，或为乙醇胺和二乙醇胺的混合物时，适量的氯乙酸类化合物与部分乙醇胺/二乙醇胺反应，得到式III所示的化合物3，如反应式三所示：
其中，基团R1为-CH2CH2OH或H；
如氯乙酸类化合物包括氯乙酸，基团R3为
如氯乙酸类化合物包括2-氯苯基氨基乙酸，基团R3为
如氯乙酸类化合物包括对氯苯氧乙酸，基团R3为
当多元醇胺中不包括三乙醇胺时，另一部分乙醇胺/二乙醇胺与氯丙烷类化合物发生亲核取代反应，得到化合物2，其反应式与第一个具体实施方式中的反应式二相同，此处不再赘述。
在本申请的实施例中，氯乙酸类化合物可以是氯乙酸、2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸中的任一种，也可以是任意几种的混合物，本申请对此不做限制。当氯乙酸类化合物为混合物时，上述反应式三中制得的化合物3相应地也是多种产物的混合物。
当多元醇胺包括三乙醇胺时，部分三乙醇胺与氯乙酸类化合物发生亲核取代反应，另一部分与氯丙烷类化合物发生亲核取代反应。
具体地，三乙醇胺与氯乙酸类化合物反应制得式IV所示的化合物4，如反应式四所示：
其中，基团R3与前述相同，为
此处不再赘述。
在本申请的实施例中，氯乙酸类化合物可以是氯乙酸、2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸中的任一种，也可以是任意几种的混合物，本申请对此不做限制。当氯乙酸类化合物为混合物时，上述反应式四中制得的化合物4相应地也是多种产物的混合物。
另一部分三乙醇胺与氯丙烷类化合物发生亲核取代反应的反应式与第一个具体实施方式中的反应式一相同，此处不再赘述。
上述情况下，多元醇胺中既包括乙醇胺和/或二乙醇胺，又包括三乙醇胺，制得的多元醇酸丙基氯化铵相应地为化合物1、化合物2、化合物3及化合物4的混合物。
在实际制备多元醇酸丙基氯化铵的反应中，反应时可能还会在体系中加入水，这种情况下，作为可选的方案，在反应体系中加入的水与多元醇胺的重量比为1:1-1:2。
即便多元醇胺中包括三乙醇胺，也可以在多元醇胺和氯丙烷类的反应体系中增加适量的氯乙酸类化合物，引入更多的亲水基团，从而进一步提高制得的多元醇酸丙基氯化铵的亲水性，进而进一步提高胺基抑制剂的抑制性能和配伍性。通过实施例4和实施例5的效果试验结果也可见，将多元醇胺中部分乙醇胺替换为等量的三乙醇胺，其他反应条件不变，最终制得的胺基抑制剂的抑制性能更佳。
可选地，上述制备方法还可以包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂。
其中，所述所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。基于所述胺基抑制剂的总重量，以烯基聚醚类聚合物的重量计，所述烯基聚醚类聚合物的重量分数为10wt％-30wt％。这里，烯基聚醚类聚合物的重量分数始终以胺基抑制剂的总重量作为基准来计算。
从实施例5和实施例8的效果试验结果可见，将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物进行复配，二者具有协同提升抑制性能的作用，同时也进一步减小了胺基抑制剂对水基钻井液的流变性的影响。
在本申请第三个具体实施方式中，提供一种水基钻井液体系，前述具体实施方式中制得的胺基抑制剂,该水基钻井液体系包括以下重量百分比的组分：
上述水基钻井液具有优秀的抑制性能以及流变性，即便钻遇易水化的页岩层等复杂层位时，也足以满足施工需求。通过实施例12和实施例13的效果试验也可见，本申请实施例中的水基钻井液体系在对照组的基础上还能将页岩膨胀降低率提升10％左右，说明本申请实施例的胺基抑制剂能显著提高钻井液体系的抑制性，并且具有较好的配伍性。
上述腐殖酸盐降滤失剂、乳液包被剂、有机硅降粘剂等试剂采用本领域常规的相应试剂即可，本申请对比不做限制。
下面通过实施例进一步说明上述具体实施方式，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。其他未做特别说明的试剂、原料和仪器设备均可通过商业途径直接购得。
实施例1
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，边搅拌边加入100g多元醇胺，多元醇胺为三乙醇胺；
(3)在三口烧瓶中滴加100g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为甲基环氧氯丙烷；
(4)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂1。
实施例2
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，边搅拌边加入127.5g多元醇胺，多元醇胺为三乙醇胺和乙醇胺的混合物，其中，三乙醇胺与乙醇胺的重量比为1:10；
(3)在三口烧瓶中滴加90g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为三氯丙烷；
(4)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂2。
实施例3
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，边搅拌边加入200g多元醇胺，多元醇胺为三乙醇胺和二乙醇胺的混合物，其中，三乙醇胺与二乙醇胺的重量比为1:10；
(3)在三口烧瓶中滴加100g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为2-甲基-1-氯丙烷；
(4)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂3。
实施例4
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，加入4.5g氯乙酸类化合物，氯乙酸类化合物为氯乙酸；
(3)在三口烧瓶中，边搅拌边加入127.5g多元醇胺，多元醇胺为乙醇胺；
(4)在三口烧瓶中滴加90g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为三氯丙烷；
(5)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂4。
实施例5
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，加入4.5g氯乙酸类化合物，氯乙酸类化合物为氯乙酸；
(3)在三口烧瓶中，边搅拌边加入127.5g多元醇胺，多元醇胺为乙醇胺和三乙醇胺的混合物，其中，三乙醇胺与乙醇胺的重量比为1:10；
(4)在三口烧瓶中滴加90g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为三氯丙烷；
(5)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂5。
实施例6
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，加入25g氯乙酸类化合物，氯乙酸类化合物为2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸的混合物，其中，2-氯苯基氨基乙酸和氯苯氧乙酸的重量比为1:1；
(3)在三口烧瓶中，边搅拌边加入100g多元醇胺，多元醇胺为乙醇胺；
(4)在三口烧瓶中滴加100g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为环氧氯丙烷和2-甲基-2氯丙烷的混合物，其中，环氧氯丙烷和2-甲基-2氯丙烷的重量比为1:1；
(5)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂6。
实施例7
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，加入5g氯乙酸类化合物，氯乙酸类化合物为氯乙酸；
(3)在三口烧瓶中，边搅拌边加入200g多元醇胺，多元醇胺为二乙醇胺；
(4)在三口烧瓶中滴加100g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为三氯丙烷；
(5)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到胺基抑制剂7。
实施例8
(1)在500mL三口烧瓶加入100g水；
(2)在三口烧瓶中，加入4.5g氯乙酸类化合物，氯乙酸类化合物为氯乙酸；
(3)在三口烧瓶中，边搅拌边加入127.5g多元醇胺，多元醇胺为乙醇胺和三乙醇胺的混合物，其中，三乙醇胺与乙醇胺的重量比为1:10；
(4)在三口烧瓶中滴加90g氯丙烷类化合物，氯丙烷类化合物为三氯丙烷；
(5)滴加完后升温至70℃，保温反应4h，得到多元醇酸丙基氯化铵；
(6)将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物按重量比90:10混合搅拌0.5h，烯基聚醚类聚合物为烯丙基脱水甘油醚，得到胺基抑制剂8。
实施例9
步骤(1)-(4)同实施例8的步骤(1)-(4)；
(5)滴加完后升温至90℃，保温反应2h，得到多元醇酸丙基氯化铵；
(6)将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物按重量比70:30混合搅拌0.5h，烯基聚醚类聚合物为聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚的混合物，其中聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚的重量比为1:1，得到胺基抑制剂9。
实施例10
步骤(1)-(5)同实施例8的步骤(1)-(5)；
(6)将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物按重量比95:5混合搅拌0.5h，烯基聚醚类聚合物为烯丙基脱水甘油醚，得到胺基抑制剂10。
实施例11
步骤(1)-(5)同实施例8的步骤(1)-(5)；
(6)将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物按重量比65:35混合搅拌0.5h，烯基聚醚类聚合物为烯丙基脱水甘油醚，得到胺基抑制剂11。
实施例12
将实施例8制得的胺基抑制剂8添加入水基钻井液中，混匀得到水基钻井液体系1，包括以下重量百分比的组分：
实施例13
将实施例8制得的胺基抑制剂8添加入水基钻井液中，混匀得到水基钻井液体系2，包括以下重量百分比的组分：
效果实施例1流变性影响
以基浆为空白样品，以基浆加本申请实施例制备得到的胺基抑制剂的混合物为试验样品，以基浆与三甲基氯化铵的混合物为对照样品，分别测定空白样品、试验样品和对照样品的粘度、塑性粘度(PV)以及屈服值(YP)。
空白样品：基浆，基浆的组分为400mL水+20g钙土+1g纯碱。
试验样品1：基浆+实施例2所制得的胺基抑制剂2，胺基抑制剂2的含量为试验样品1的1％。
试验样品2：基浆+实施例4所制得的胺基抑制剂4，胺基抑制剂4的含量为试验样品2的1％。
试验样品3：基浆+实施例5所制得的胺基抑制剂5，胺基抑制剂5的含量为试验样品3的1％。
试验样品4：基浆+实施例8所制得的胺基抑制剂8，胺基抑制剂8的含量为试验样品4的1％。
试验样品5：基浆+实施例10所制得的胺基抑制剂10，胺基抑制剂10的含量为试验样品5的2％。
对照样品：基浆+三甲基氯化铵，三甲基氯化铵的含量为对照样品的2％。
检测的结果如表1所示。
表1胺基抑制剂对钙土基浆流变性的影响
从表1中可见，三甲基氯化铵作为一种常规的单体胺类抑制剂，将其添加入基浆后，与空白基浆相比粘度迅速增加。而本申请实施例制得的胺基抑制剂，添加后对基浆的流变性影响较小，无需再开发相应的降粘度添加剂，因此具有很好的配伍性。
其中，通过试验样品1和试验样品2的流变性结果可见，当多元醇胺中不包括三乙醇胺时，在反应体系中添加氯乙酸类化合物，引入羧基，与多元醇胺中的醇羟基共同作为亲水基团，二者对基浆的流变性影响无明显差别。
通过试验样品2和试验样品3的流变性结果可见，将多元醇胺中部分乙醇胺替换为等量的三乙醇胺，其他反应条件不变，分别制得胺基抑制剂4和胺基抑制剂5，前者对于水基钻井液流变性的影响大于后者。
通过试验样品3与试验样品4、试验样品5的流变性结果可见，在多元醇酸丙基氯化铵中加入烯基聚醚类聚合物进行复配，制得的胺基抑制剂，可以进一步减小胺基抑制剂对于水基钻井液流变性的影响。通过试验样品4和试验样品5的流变性结果可见，烯基聚醚类聚合物占胺基抑制剂重量的10-30％时，制得的胺基抑制剂对于水基钻井液流变性的影响更小，胺基抑制剂的配伍性更佳。
效果实施例2相对抑制率
石油行业中，检测相对抑制率是衡量页岩抑制剂抑制性最简单的检测方法。
1、基浆的配制
取350mL水，加入1.05g碳酸钠,在10000r/min下搅拌5min后，缓慢加入35.00g钻井液用膨润土，在10000r/min下搅拌20min,在120℃时热滚16h，冷却后在10000r/min下搅拌5min，在24℃±3℃下按SY/T 5621的规定测定基浆的φ'100值(均精确至0.01g)。
2、泥浆的配制
取10.5mL样品溶于350mL蒸馏水中，搅拌均匀，再加入1.05g碳酸钠,在10000r/min下搅拌5min后，缓慢加入35.00g钻井液用膨润土，在10000r/min下搅拌20min，在120℃时热滚16h，冷却后在10000r/min下搅拌5min，在24℃±3℃下按SY/T 5624的规定测定泥浆的φ100值。(均精确至0.01g)
3、结果计算
相对抑制率按式(1)计算：
式中：
X——相对抑制率，％；
φ100——泥浆在100r/min的读值；
φ'100——基浆在100r/min的读值。
上述胺基抑制剂采用前述实施例中制备的胺基抑制剂，最终测得的相对抑制率的结果如表2所示。
表2胺基抑制剂样品的相对抑制率对比
从表2数据可见，本申请实施例制得的胺基抑制剂的抑制性能优于常规的单体胺类抑制剂。并且，通过胺基抑制剂2和胺基抑制剂4的相对抑制率检测结果可见，当多元醇胺中不包括三乙醇胺时，在反应体系中添加氯乙酸类化合物，引入羧基，与多元醇胺中的醇羟基共同作为亲水基团，二者的抑制性能无明显差别。
将多元醇胺中部分乙醇胺替换为等量的三乙醇胺，其他反应条件不变，分别制得胺基抑制剂4和胺基抑制剂5。通过胺基抑制剂4和胺基抑制剂5的相对抑制率检测结果可见，胺基抑制剂5的相对抑制率优于胺基抑制剂4的相对抑制率。
通过胺基抑制剂5和胺基抑制剂8的相对抑制率检测结果可见，在多元醇酸丙基氯化铵中加入烯基聚醚类聚合物进行复配，制得的胺基抑制剂，多元醇酸丙基氯化铵与烯丙基脱水甘油醚之间存在协同提升胺基抑制剂的抑制性能的作用。
通过胺基抑制剂8、胺基抑制剂10和胺基抑制剂11的相对抑制率结果可见，烯基聚醚类聚合物占胺基抑制剂重量的10-30％时，制得的胺基抑制剂的抑制性能更佳。
效果实施例3页岩膨胀降低率
将钙基膨润土在一定的压力下挤压一定的时间后形成泥块，用来模拟地层中易水化泥页岩岩芯，此时将岩芯分别放入清水和一定浓度的页岩抑制剂溶液中，用专业仪器检测规定时间内岩芯的膨胀长度，然后计算得到页岩膨胀降低率。页岩膨胀降低率也可以用以表征页岩抑制剂的抑制性能。
测定方法
称取过0.125mm标准筛并在105℃±3℃下烘干4h后冷却至室温的钙膨润土10g(准确至0.01g)，装入测筒内，并将塞杆***测筒，在压力4MPa下保持5min，制得试验岩心。将具有岩心的测筒安装在NP-02A型页岩膨胀测试仪上，将试样溶液注入测筒，使其浸泡岩心8h后，记下岩心的线膨胀量，同时用蒸馏水做空白试验。
计算公式
式中：
B—岩心相对膨胀降低率，％；
ΔH—试样溶液浸泡8h后岩心的线膨胀量，mm。
表3胺基抑制剂样品的页岩膨胀降低率对比
| 样品 | 页岩膨胀降低率 |
| 胺基抑制剂1 | 62.3 |
| 胺基抑制剂2 | 66.7 |
| 胺基抑制剂3 | 62.8 |
| 胺基抑制剂4 | 66.4 |
| 胺基抑制剂5 | 69.7 |
| 胺基抑制剂8 | 79.1 |
| 胺基抑制剂10 | 74.5 |
| 胺基抑制剂11 | 75.6 |
| 三甲基氯化铵 | 54.5 |
| 氯化胆碱 | 58.7 |
| 烯丙基脱水甘油醚 | 55.7 |
注：一般认为，页岩膨胀降低率≥50即为合格产品。
三甲基氯化铵和氯化胆碱都是常规的单体胺类抑制剂，其页岩膨胀降低率大于50％，能够满足一般的要求。
从表3数据可见，本申请实施例制得的胺基抑制剂的抑制性能优于常规的单体胺类抑制剂。并且，通过胺基抑制剂2和胺基抑制剂4的页岩膨胀降低率结果可见，当多元醇胺中不包括三乙醇胺时，在反应体系中添加氯乙酸类化合物，引入羧基，与多元醇胺中的醇羟基共同作为亲水基团，二者的抑制性能无明显差别。
通过胺基抑制剂4和胺基抑制剂5的页岩膨胀降低率结果可见，胺基抑制剂5的抑制性能优于胺基抑制剂4。
通过胺基抑制剂5和胺基抑制剂8的页岩膨胀降低率结果可见，在多元醇酸丙基氯化铵中加入烯基聚醚类聚合物进行复配，制得的胺基抑制剂，多元醇酸丙基氯化铵与烯丙基脱水甘油醚之间存在协同提升胺基抑制剂的抑制性能的作用。
通过胺基抑制剂8、胺基抑制剂10和胺基抑制剂11的页岩膨胀降低率结果可见，烯基聚醚类聚合物占胺基抑制剂重量的10-30％时，制得的胺基抑制剂的抑制性能更佳。
效果实施例4水基钻井液体系的性能
对照体系：以不添加胺基抑制剂的水基钻井液体系为对照组。
体系1：实施例12制得的水基钻井液体系。
体系2：实施例12制得的水基钻井液体系。
分别测定对照体系、体系1和体系2的、粘度、塑性粘度(PV)、屈服值(YP)以及页岩膨胀降低率。
从流变性能来看，三组体系在热滚前后均基本保持稳定。本申请实施例制得的水基钻井液体系的页岩膨胀降低率与对照组相比，分别增加了9.2％和10.6％。对照组的水基钻井液体系是一种常用的体系，可以在钻井施工中使用，并具有一定的抑制性能。而本申请实施例中的体系1和体系2，在对照组的基础上还能将页岩膨胀降低率提升10％左右，说明本申请实施例的胺基抑制剂能显著提高体系的抑制性，并且具有较好的配伍性。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
Claims (10)
1.一种水基钻井液用胺基抑制剂，其特征在于，该胺基抑制剂包括多元醇酸丙基氯化铵，所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式I所示的化合物1：
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式II所示的化合物2和下式III所示的化合物3：
其中，R1为-CH2CH2OH或H；
在化合物1中，R2为
在化合物2中，R2为
R3为
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用胺基抑制剂，其特征在于，当所述多元醇酸丙基氯化铵包括式I所示的化合物时，所述多元醇酸丙基氯化铵还包括下式IV所示的化合物4：
其中，R3为
3.根据权利要求1或2所述的水基钻井液用胺基抑制剂，其特征在于，还包括烯基聚醚类聚合物，所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的水基钻井液用胺基抑制剂，其特征在于，基于胺基抑制剂的总重量，以烯基聚醚类聚合物的重量计，所述烯基聚醚类聚合物的重量分数为10wt％-30wt％。
5.一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多元醇胺与氯丙烷类化合物混合，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，所述多元醇胺包括三乙醇胺和任选的乙醇胺和/或二乙醇胺，所述氯丙烷类化合物选自甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种；
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式I所示的化合物1：
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式II所示的化合物2和下式III所示的化合物3：
其中，R1为-CH2CH2OH或H；
在化合物1中，R2为
在化合物2中，R2为
R3为
6.根据权利要求5所述的水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂；
其中，所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，其特征在于，多元醇胺与氯丙烷类化合物的重量比为多元醇胺的重量:氯丙烷类化合物的重量＝(1-2):1。
8.一种水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下反应步骤：
将多元醇胺加入氯乙酸类化合物，得到第一中间物；
在第一中间物中加入氯丙烷类化合物，反应得到多元醇酸丙基氯化铵；
其中，多元醇胺选自三乙醇胺、乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种，所述氯乙酸类化合物选自氯乙酸、2-氯苯基氨基乙酸和对氯苯氧乙酸中的一种或几种，所述氯丙烷类化合物包括环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、三氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷和2-甲基-1-氯丙烷中的一种或几种；
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式I所示的化合物1：
所述多元醇酸丙基氯化铵至少包括下式II所示的化合物2和下式III所示的化合物3：
其中，R1为-CH2CH2OH或H；
在化合物1中，R2为
在化合物2中，R2为
R3为
9.根据权利要求8所述的水基钻井液用胺基抑制剂的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
将多元醇酸丙基氯化铵与烯基聚醚类聚合物混匀，得到胺基抑制剂；
其中，所述烯基聚醚类聚合物包括烯丙基脱水甘油醚、聚乙二醇单烯丙基醚和聚季戊四醇烯丙基醚中的一种或几种。
10.一种水基钻井液体系，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的胺基抑制剂，该水基钻井液体系包括以下重量百分比的组分：
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