[發明專利]一種鉆井液流動相的制備方法

在審

• 申請號: 201710313424.7
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107090281A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 馬誠;李新鵬;孔寶瑩;劉寧
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/04;C09K8/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司21100
• 代理人: 姜婷婷

技術領域

本發明屬于致密油氣資源開發用鉆井液技術領域，尤其涉及一種鉆井液流動相的制備方法。

背景技術

致密油氣儲層鉆井過程中，由于儲層儲藏空間以及黏土礦物的復雜性，導致井壁失穩問題突出。油基鉆井液是致密油氣儲層鉆井最為有效的手段，但油基鉆井液的使用及后處理成本高、環境風險大；水基鉆井液則尚難以滿足此類地層的鉆井液技術需求。

鉆井液流動相的差異是造成兩類鉆井液使用性能出現差別的主要原因：油基鉆井液流動相對地層黏土礦物幾乎不發生水化作用；而水基鉆井液中即使加入大量抑制劑仍然難以達到油基鉆井液對黏土礦物的抑制性能。另外，抑制劑會隨著鉆進過程而發生吸附、消耗，最終達到臨界值，而一旦達到臨界值則不僅會導致水基鉆井液維護成本和工作量的增加，還會導致井壁失穩風險的增加。專利CN 105838342A公開的一種鉆井液用高密度陽離子糖類抑制劑具有良好的使用性能，但受反應原料的影響，其抗溫最高僅能達到150℃，且其分子鏈中含有醛基，抗老化及抗氧化性能較差。

發明內容

本發明目的是針對水基鉆井液流動相抑制性隨鉆進過程衰減明顯的問題，提出將胺基基團引入物化性能更為穩定非離子型表面活性劑分子鏈上，發明一種具有強抑制性、潤濕反轉性能且抗溫達150～180℃的鉆井液流動相的制備方法。

本發明一種鉆井液流動相的制備方法是通過以下技術方案實現的：

(1)將帶有回流冷凝、機械攪拌和控溫裝置的反應釜固定于鐵架臺上，向反應釜內通入氮氣，置換反應器中的空氣；

(2)向反應釜內加入橋連劑，并開動攪拌、控溫和回流冷凝裝置，設定攪拌速度為50-100r/min，溫度控制為85-95℃；

(3)攪拌狀態下，將催化劑的水溶液加入到反應釜中，控制釜內溫度為85-95℃，保溫反應1-2h；催化劑的水溶液中催化劑質量分數為10-15％，催化劑與橋連劑摩爾比為0.1-0.2：4；

(4)攪拌狀態下，將非離子型表面活性劑緩慢倒入步驟(3)所得溶液中，控制反應釜內溫度為90-100℃、攪拌速度為50-100r/min、保溫攪拌反應3-5h；橋連劑與非離子型表面活性劑質量比為1-1.05:1；

(5)待反應釜冷卻至室溫時，將與非離子型表面活性劑質量比為1:1-2的多胺基化合物緩慢倒入反應釜中，控制反應釜內溫度為100-120℃、攪拌速度為50-100r/min、保溫攪拌反應2-3h，得到本發明鉆井液流動相。

所述的橋連劑為環氧氯丙烷、甲基環氧氯丙烷、環氧溴丙烷中的任一種或混合物。

所述的催化劑為對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基苯磺酸中的一種或混合物。

所述的非離子型表面活性劑為烷基蔗糖酯、失水山梨醇酯中的任一種或混合物。

所述的多胺基化合物為多乙烯多胺、聚乙烯亞胺(Mw＝300)、聚乙烯亞胺(Mw＝600)、聚乙烯亞胺(Mw＝1800)中的任一種或混合物。

本發明的有益效果是：

本發明鉆井液流動相是一類由非離子型表面活性劑經陽離子化反應制備而得，其產物中具有豐富的胺基基團，既能夠有效抑制地層黏土水化，又具有一定的潤濕反轉性能。

具體實施方式

為充分說明本發明所達到的技術效果，通過以下實施例進行詳細說明。

實施例1

18.504g環氧氯丙烷倒入帶回流冷凝、控溫攪拌裝置的反應釜中。設定攪拌速度為50r/min、溫度為85℃，通氮氣除氧10min。維持攪拌速度為50r/min，將0.851g對甲苯磺酸配成質量分數為10％的水溶液后，加入到上述反應釜中，85℃保溫反應1h。攪拌狀態下再向釜內加入18.504g烷基蔗糖酯，控制反應釜內溫度為90℃并保溫反應3h。反應釜冷卻至室溫時，再向其緩慢倒入18.504g多乙烯多胺，控制反應釜內溫度為100℃，保溫反應2h時后，即得到本發明鉆井液流動相，計為FP-1。

實施例2

21.310g甲基環氧氯丙烷倒入帶回流冷凝、控溫攪拌裝置的反應釜中。設定攪拌速度為100r/min、溫度為95℃，通氮氣除氧15min。維持攪拌速度為100r/min，將3.265g十二烷基苯磺酸配成質量分數為15％的水溶液后，加入到上述反應釜中，95℃保溫反應1h。攪拌狀態下再向釜內加入20.295g失水山梨醇酯，控制反應釜內溫度為100℃并保溫反應5h。反應釜冷卻至室溫時，再向其緩慢倒入10.655g聚乙烯亞胺(Mw＝300)，控制反應釜內溫度為120℃，保溫反應3h時后，即得到本發明鉆井液流動相，計為FP-2。

實施例3