[发明专利]改性壳聚糖作为水基钻井液用环保型仿生页岩抑制剂

说明书

本发明涉及石油工业的油田化学领域，具体涉及改性壳聚糖作为水基钻井液用环保型仿生页岩抑制剂。本发明提供的改性壳聚糖在钻井液中作为页岩抑制剂的应用，其中，所述改性壳聚糖上连接有式(1)所示结构的改性基团；式(1)：‑CH₂‑CH(OH)CH₂‑多胺结构；所述多胺结构由多胺类化合物提供。本发明提供的改性壳聚糖作为页岩抑制剂能够有效抑制泥页岩水化膨胀与分散，并且对钻井液性能无负面影响，且无毒副作用，可提高页岩油气井井壁稳定性。

技术领域

本发明涉及石油工业的油田化学领域，具体涉及改性壳聚糖作为水基钻井液用环保型仿生页岩抑制剂。

背景技术

随着全球油气资源需求的不断增长以及常规油气资源的逐渐枯竭，非常规油气资源的勘探与开发受到了国内外各大油气运营商的极大重视，尤其是页岩油气资源。然而，页岩地层存钻井易发生井壁失稳，严重阻碍页岩油气“安全、高效“勘探开发。页岩一种是富含各种易水化黏土的岩石矿物，在用水基钻井液对页岩地层钻井时，页岩易发生水化膨胀与分散，导致井壁失稳，大大增加钻井成本。因此，抑制页岩水化已成为页岩油气勘探与开发进程中亟需解决的关键技术之一。油基钻井液被认为是避免页岩地层水化膨胀和分散最有效的体系，但存在成本高、污染环境，影响固井质量等问题。因此，国内外开发了各种适用于水基钻井液的页岩抑制剂，以保持井壁稳定。目前，使用最广泛的页岩抑制剂是KCl，然而高浓度的KCl会严重危害生态系统，为此人们研发了各种环保型胺基抑制剂，如聚氨基酸、聚醚胺、小阳离子季铵盐等。尽管取得了一定进步，但仍然存在一些缺点。这些胺基聚合物端胺基含量较低，因而抑制能力有限，加量过大时又会增加钻井液滤失量，导致钻井稳定性变差，未能够满足页岩油气钻井需求。因此，必须进一步开发环境友好的高性能胺基页岩抑制剂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有抑制剂性能不理想的问题，满足环境保护目标，研发能够有效抑制泥页岩水化膨胀的环保型仿生页岩抑制剂，为了实现上述目的，本发明一方面提供一种改性壳聚糖在钻井液中作为页岩抑制剂的应用，其中，所述改性壳聚糖上连接有式(1)所示结构的改性基团；

式(1)：-CH₂-CH(OH)CH₂-多胺结构；所述多胺结构由多胺类化合物提供。

本发明第二方面提供一种含有改性壳聚糖作为页岩抑制剂的水基钻井液，其中，所述改性壳聚糖上连接有式(1)所示结构的改性基团；

式(1)：-CH₂-CH(OH)CH₂-多胺结构；所述多胺结构由多胺类化合物提供。

本发明第三方面提供上述水基钻井液在油气钻井中的应用。

本发明提供的改性壳聚糖作为页岩抑制剂能够有效抑制泥页岩水化膨胀与分散，可提高页岩油气井井壁稳定性，对钻井液性能无负面影响，且无毒，对进一步推动我国页岩油气资源的勘探开发具有重要的实用价值与经济效益。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面提供一种改性壳聚糖在钻井液中作为页岩抑制剂的应用，其中，所述改性壳聚糖上连接有式(1)所示结构的改性基团；

式(1)：-CH₂-CH(OH)CH₂-多胺结构；所述多胺结构由多胺类化合物提供。

优选地，所述壳聚糖的分子量为20000-100000g/mol，优选为40000-90000g/mol，更优选为50000-85000g/mol，例如为50000-75000g/mol。