[发明专利]一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液

说明书

本发明公开了一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液，属于油田化学技术领域。该页岩抑制剂以二烯丙基胺和二醚胺类化合物为原料反应制得。本发明提供的页岩抑制剂为超支化聚合物，具有良好的页岩抑制性、黏土稳定性和抗温性能，同时易生物降解，具有较好的环保性能；本发明提供的制备方法步骤简单，合成原料易得，适合工业化生产；本发明提供的超支化聚醚胺页岩抑制剂与其他常规钻井液处理剂组分配伍性能好，配置的水基钻井液适合于强水敏性泥页岩地层，可明显降低页岩膨胀率，防止井壁坍塌，有效稳定井壁减少井下复杂情况的发生。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液。

背景技术

泥页岩井壁不稳定问题是常见的与钻井液有关的世界技术难题。随着油气资源勘探开发力度加强及勘探领域扩大，泥页岩井壁不稳定问题更加突出。泥页岩地层由于强水敏性黏土含量高，因而极易发生水化膨胀，导致井壁坍塌，缩径，卡钻等复杂情况，从而增加钻井周期和成本。

油基钻井液具有良好的抑制性，是解决泥页岩井壁垮塌的重要技术之一，但其成本高且废弃钻井液后处理难度大，此外，随着人们环保意识的不断加强和各项环保政策和法律法规的出台，油基钻井液的使用受到了限制。水基钻井液因其低成本和环保性，逐渐受到人们的广泛关注。但泥页岩地层中强水敏性的黏土矿物含量高，水基钻井液的使用会加剧水敏性黏土矿物的水化和膨胀，因此，有效的黏土膨胀抑制剂成为防止和减弱水敏性黏土矿物的水化膨胀的主要手段。目前，国内外研制出多种水基钻井液抑制剂，但不能同时满足环保性、抑制性、抗温性等多方面的性能要求，因此，在一定程度上限制了水基钻井液的推广和使用。开发环保、耐温、高抑制性的水基钻井液抑制剂，是实现水基钻井液取代油基钻井液的主要途径之一，将有助于实现环保、快速、安全钻井。

聚醚胺类化合物由于其含有醚键和氨基而表现出较好的抑制性能和环保性能。因此，逐渐进入人们的视野。如中国专利CN104559958B介绍了一种含有氨基和醚键的复合型聚胺类页岩抑制剂，具有优越的页岩抑制性能；中国专利CN106432708B介绍了一种多支化聚醚胺页岩抑制剂，具有较好的页岩抑制性和黏土水化分散性。但是，周知的，聚醚胺类化合物的强抑制性的根本原因在于其分子中氨基共同作用的结果，其支化结构越多则抑制性能越好。而对于前述两个发明，前者属于线性聚合物，后者属于带支化结构的线性聚合物，虽然为多支化，但支化程度并不高，因此其页岩抑制性能还有待提高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂，本页岩抑制剂分子中含有氨基和醚键，具有较好的环保性能，能有效抑制泥页岩的水化膨胀；同时其为超支化分子结构，含有多个支化结构，与分子量相当的线性聚合物相比，其具有更好的水化膨胀抑制效果和抗温性能，其具体方案如下：

一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂，所述页岩抑制剂以二烯丙基胺和二醚胺类化合物为原料制得；所述二醚胺类化合物为2,2′-氧双(乙胺)、氨基丙基醚中的一种。本发明的二烯丙基胺带有两个端烯键能与带有氨基的二醚胺类化合物生成具有超支化结构的聚醚胺。

本发明的另一个目的是提供一种超支化聚醚胺环保页岩抑制剂的制备方法，用于制备上述页岩抑制剂，本方法合成原料易得，步骤简单，具体方案如下：

S1、称取等物质量的二醚胺类化合物、二烯丙基胺分别溶于溶剂A中配制成相应的溶液。

S2、在搅拌条件下，将上述二烯丙基胺溶液滴加至二醚胺类化合物溶液中，然后升温至60～80℃，通氮气进行回流反应。

S3、反应结束后，45～50℃下旋转蒸发除去溶剂，得到的粘稠状淡黄色液体；在搅拌条件下，将该粘稠状淡黄色液体用溶剂B洗涤并进行离心分离，将分离得到的固体于50～60℃下进行真空干燥，得到白色固体物质，即为超支化聚醚胺环保页岩抑制剂。

优选的，步骤S1中所述溶剂A为甲醇、乙醇、四氢呋喃中的一种。