[发明专利]水基钻井液用胺基抑制剂、水基钻井液体系及制备方法

说明书

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。

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：

或，

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；