[发明专利]钻井液用复合聚胺页岩抑制剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田化学领域，尤其是油田钻井液用抑制剂领域，具体为钻井液用复合聚胺页岩抑制剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着石油勘探开发向深部地层发展，钻井深度不断增加，大斜度井及水平井数量逐渐增多；在钻井的过程中，经常会钻遇泥页岩地层，而泥页岩的水化膨胀、分散将导致钻头泥包、井壁失稳、缩径卡钻等一系列井下复杂情况的出现，严重影响钻井周期，增加钻井成本，甚至导致整口井报废。

针对上述泥页岩水化膨胀、分散的问题，人们在钻井液中加入页岩抑制剂，以达到抑制泥页岩水化的目的。目前，常见的钻井液用页岩抑制剂主要包括无机盐类抑制剂、沥青类抑制剂、硅酸盐类抑制剂、聚合醇类抑制剂和胺类抑制剂等。

然而，这些页岩抑制剂均存在一些不足之处。无机盐类抑制剂加量大，易引起钻井液流变性的突变和失水的大幅增加。沥青类钻井液用页岩抑制剂的抑制能力不强，并且容易污染环境。硅酸盐类钻井液用页岩抑制剂会使钻井液流变性难以控制。聚合醇类抑制剂对于强水敏性的泥页岩无法抑制，且不抗温。胺类抑制剂为近年来研究的热点，但目前国内使用的胺类抑制剂普遍存在着抗温性能不强，加入后易使钻井液的失水大幅增加的问题。国外已开发出一种聚醚胺抑制剂，其具有较强的抑制性能，并且对钻井液的失水影响较小，广泛应用于高性能水基钻井液中，然而这类聚醚胺需在高温高压下进行制备，生产过程繁琐，不易实现工业化生产，并且由于其主链中存在醚键，抗温性能不强，无法应用于深井和超深井中。

因此，迫切需要研究一种具备强抑制能力和抗高温性能，同时易于工业化生产的钻井液用页岩抑制剂。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对国内现有的页岩抑制剂存在的一些不足之处，以及国外使用的聚醚胺抑制剂需在高温高压下进行制备，生产过程繁琐，不易实现工业化生产，抗温性能不强，无法应用于深井和超深井中的问题，提供一种钻井液用复合聚胺页岩抑制剂及其制备方法。本发明的钻井液用复合聚胺页岩抑制剂能有效的抑制泥页岩水化及膨润土造浆，同时对钻井液的失水性能无较大影响，能有效保持井壁稳定，防止缩径等井下复杂情况的出现，保证钻井顺利进行。本发明的抑制力强，抗温达180℃，对钻井液的流变和失水影响小，配伍性好。同时，该钻井液用复合聚胺页岩抑制剂的制备方法操作简单，无需后处理，可直接应用到钻井液中，易于实现工业化批量生产，对于保证钻井周期，降低钻井成本，具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

钻井液用复合聚胺页岩抑制剂，包括胺基聚合物A、胺基聚合物B，所述胺基聚合物A、胺基聚合物B的重量比为3~6：7~4；

所述胺基聚合物A由如下重量份数比的原料制备而成：环氧氯丙烷12~27份、胺类化合物18~33份、引发剂0.5~2份、水40~70份；

所述胺基聚合物B由如下重量份数比的原料制备而成：乙烯基单体10~20份、阳离子单体20~35份、碱0~15份、引发剂0.5~2份、水40~70份；

所述胺类化合物为醇胺类化合物或多胺类化合物。

所述胺类化合物为二甲胺、三甲胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种。

所述乙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基磺酸、烯丙基磺酸中的一种。

所述阳离子单体为二烯丙基二甲基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵中的一种。

所述引发剂是过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或多种。

所述碱是氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。

前述钻井液用复合聚胺页岩抑制剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备胺基聚合物A：按配比称取胺基聚合物A的各原料组分，将胺类化合物、部分水加入到第一反应釜中，再在搅拌条件下，向第一反应釜内缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加完成后，将第一反应釜升温至40~65℃，同时将引发剂与水混合，然后向第一反应釜内加入与水混合的引发剂，保温搅拌4h，得胺基聚合物A；

（2）胺基聚合物B：按配比称取胺基聚合物B的各原料组分，取部分水放入第二反应釜中，再向第二反应釜中加入乙烯基单体，充分搅拌至乙烯基单体溶解，再向第二反应釜中缓慢加入阳离子单体，搅拌溶解后，向第二反应釜内加碱调节第二反应釜内溶液的pH值至7~10，再将第二反应釜升温至40~65℃，同时将引发剂与水混合，然后向第二反应釜内加入与水混合的引发剂，保温搅拌4h，得胺基聚合物B；

（3）将步骤1制备的胺基聚合物A与步骤2制备的胺基聚合物B按比例混合，搅拌均匀，即得产品。