[發(fā)明專利]一種頁巖抑制劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110313830.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN103044678A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊超;魯嬌;陳楠;張喜文;黎元生;張舒東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號(hào): C08G73/02
• 分類號(hào): C08G73/02;C09K8/035
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種頁巖抑制劑的制備方法，具體地說涉及一種兩性聚合物頁巖抑制劑的制備方法。

背景技術(shù)

鉆井液是指油氣鉆井過程中，以其多種功能滿足鉆井需求的各種循環(huán)流體的總稱。鉆井液的功能主要有：攜帶和懸浮鉆屑；穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力；冷卻和潤滑鉆頭、鉆具；傳遞水動(dòng)力。隨著油氣勘探領(lǐng)域的發(fā)展，深井、超深井，海洋井及復(fù)雜地段井的出現(xiàn)，在鉆探過程中，鉆遇泥頁巖地層時(shí)，泥頁巖的水化膨脹、分散將導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等一系列問題，增加了鉆井難度，對(duì)鉆井液體系特別是頁巖抑制劑提出了更高的要求。常用的鉆井液用頁巖抑制劑主要有瀝青類、聚合物類和無機(jī)鹽類等，這些頁巖抑制劑均各自存在一些不足：如瀝青類不利于保護(hù)環(huán)境；硅酸鹽會(huì)使體系流變性難以調(diào)控；糖苷類、聚乙二醇類不能解決活性泥頁巖的鉆井問題。近年來，高性能的胺基頁巖抑制劑在國外應(yīng)用較廣。相比傳統(tǒng)頁巖抑制劑，胺基頁巖抑制劑因其具有環(huán)保、成本低、性能良好等優(yōu)點(diǎn)成為世界各國石油研究者關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

CN200910061057.1公開了一種頁巖抑制劑的制備方法，具體制備過程如下：在10～50份水中加入20～30份聚氧乙烯醚二胺，然后在攪拌下緩慢滴加5～20份質(zhì)子酸，加完后在70℃下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，最后加入10～25份品質(zhì)改性劑，攪拌均勻即得頁巖抑制劑產(chǎn)品。該方法實(shí)質(zhì)上是一種具有頁巖抑制劑作用的聚氧乙烯醚二胺的使用方法，其分子通式為H₂N-R₁-{OR₂}_x-NH₂，式中的R₁和R₂是具有1到10個(gè)不同碳原子數(shù)目或者相同的碳原子數(shù)目的亞烷基基團(tuán)，x是從1到30的值。從結(jié)構(gòu)中可以看出，整個(gè)分子中只有兩端的-NH₂具有吸附、抑制水化的作用。

CN201010156623.X公開了一種鉆井液用抑制劑，采用丙烯酰胺、丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化銨進(jìn)行三元聚合得到頁巖抑制劑產(chǎn)品。該方法制備出一種兩性聚合物作為頁巖抑制劑，主要的作用機(jī)理為：（1）、兩性聚合物中的陽離子化基團(tuán)可與粘土產(chǎn)生更強(qiáng)烈的吸附。（2）、兩性聚合物中除了含有具有吸附和水化雙重作用的陽離子化基團(tuán)，還含有大量的水化基團(tuán)（羧酸基、磺酸基等），可以在其吸附的粘土顆粒周圍形成致密的水化層，起到防止粘土水化膨脹的目的。（3）、由于在粘土表面形成溶劑化層，粘土顆粒之間形成靜電排斥作用，提高了鉆井液體系的穩(wěn)定性。兩性聚合物中陽離子化基團(tuán)及水化基團(tuán)（羧酸基、磺酸基等）的數(shù)量、分布情況及聚合物的聚合情況均有可能影響其抑制效果，因此，并非所有的兩性聚合物都具有良好的頁巖抑制效果，上述方法制備的頁巖抑制劑的頁巖抑制效果并沒有公開，但通過驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可知，該頁巖抑制劑的抑制效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開一種兩性聚合物頁巖抑制劑的制備方法，該方法制備過程簡(jiǎn)單、成本低，制得的兩性聚合物頁巖抑制劑抑制效果好，適于工業(yè)應(yīng)用。

一種頁巖抑制劑的制備方法，包括如下內(nèi)容：將摩爾比為1:1～3:1的席夫堿（FSBA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）混合制得質(zhì)量濃度為10%～30%的水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH為4～10，在引發(fā)劑的作用下于50℃～70℃反應(yīng)5h～7h得到凝膠狀產(chǎn)物，100℃～120℃干燥凝膠狀產(chǎn)物制得頁巖抑制劑。

本發(fā)明方法中所述的席夫堿可以按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行自制，也可以采用市售的席夫堿。優(yōu)選采用如下方法制備席夫堿：以芳香醛和端基單胺為原料，以乙醇為溶劑，10℃～20℃下向含有芳香醛的乙醇溶液中滴加端基單胺并攪拌，攪拌速度為250rpm-550rpm，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)減壓抽濾、洗滌、干燥制得席夫堿。其中，所述的芳香醛為苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛、對(duì)羥基苯甲醛、對(duì)磺酸基苯甲醛、對(duì)羧基苯甲醛、對(duì)烷基苯甲醛（烷基碳鏈C1～C6）等。所述的端基單胺為直鏈單胺（烷基碳鏈C1～C4）、苯胺、對(duì)羥基苯胺等。

本發(fā)明方法中所述的引發(fā)劑為過硫酸氨和亞硫酸氫鈉。引發(fā)劑用量為AMPS和FSBA總質(zhì)量的0.5%～1.0%。