[发明专利]一种钻井液用封堵成膜聚胺及其制备方法和钻井液

说明书

本发明提供了一种钻井液用成膜封堵聚胺，包括：式I结构化合物；式I中，m为1～20，n为1～20，o为1～10，p为0～4，M为Na或K。本发明提供的成膜封堵聚胺不但具有较好的抑制性能，而且封堵降滤失效果好。此外，成膜封堵聚胺在钻井液中具有较好的配伍性能。本发明提供的成膜封堵聚胺用于钻井液中，不但可有效抑制强水敏性泥页岩地层黏土矿物的水化膨胀分散，而且可在井壁成膜封堵，阻止钻井液滤液进入地层内部。成膜封堵聚胺从抑制和封堵两个方面保证了钻遇强水敏性泥页岩易坍塌地层的井壁稳定。本发明还提供了一种钻井液用成膜封堵聚胺和钻井液。

技术领域

本发明属于油田化学钻井液处理剂技术领域，尤其涉及一种钻井液用成膜封堵聚胺及其制备方法和钻井液。

背景技术

在油气钻探过程中，聚胺类产品是抑制能力最强、应用最广泛的一类有机材料。习惯上人们将小阳离子、大阳离子等季铵类产品及胺基聚醚统称为聚胺。早在上世纪80年代，季胺类产品(小阳离子、大阳离子)就广泛应用于钻井液中，但由于其阳离子化程度高，与阴离子处理剂配伍性差，导致钻井液胶体稳定性破坏，滤失量增大，使其应用受到一定限制。上世纪90年代末，国外将胺基聚醚引入钻井液，胺基聚醚作为高性能水基钻井液的主抑制剂，通过嵌入黏土晶层起到井壁稳定作用，但其胺基吸附活性位少，加量大，在钻井液中抑制效果并不突出。总体来说，前期产品的抑制性能、成膜封堵性能和配伍性能不能同时具备。

针对上述情况，从强化钻井液的抑制性、成膜封堵性、配伍性等功能出发，通过分子设计和合成设计，研制兼具强抑制和成膜封堵效果的成膜封堵聚胺产品，从强化产品对地层黏土矿物的抑制水化效果和对地层井壁的成膜封堵效果两方面入手，实现聚胺产品既具有强抑制性能，又具有成膜封堵降滤失性能，且配伍性好，来保证所钻遇强水敏性泥页岩易坍塌地层的井壁稳定。

成膜封堵聚胺产品的研发将会对国内外聚胺抑制剂的发展起到较好指导作用，进一步提升聚胺抑制剂的应用效果及规模，预计具有较好的经济效益和社会效益，应用前景好。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钻井液用成膜封堵聚胺及其制备方法和钻井液，本发明提供的钻井液用成膜封堵聚胺具有较好的抑制及成膜封堵效果。

本发明提供了一种钻井液用成膜封堵聚胺，包括：式I结构的化合物；

式I中，m为1～20，n为1～20，o为1～10，p为0～4，M为Na或K。

本发明提供了一种钻井液用成膜封堵聚胺的制备方法，包括：

将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、水和氢氧化物在引发剂的作用下进行聚合反应，得到共聚物；

将所述共聚物在胺基化试剂和催化剂的作用下进行反应，得到钻井液用成膜封堵聚胺。

优选的，所述丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、水、氢氧化物、引发剂、胺基化试剂和催化剂的质量比为27：(28～32)：(12～18)：(120～180)：(16～20)：(0.5～1)：(100～120)：(0.6～1.2)。

优选的，所述聚合反应的温度为50～80℃；所述聚合反应的pH值为8～10。

优选的，所述反应的温度为130～160℃。

优选的，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，所述引发剂选自过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈或硝酸铈铵。

优选的，所述胺基化试剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。

优选的，所述催化剂选自氯化铝、乙酸、浓硫酸、对甲苯磺酸或二硫化钼。