[發明專利]環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物及環保型耐高溫頁巖抑制劑

有效

• 申請號: 201910696225.8
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110590989B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李云翔;李琳瓊
• 申請（專利權）人: 石家莊市華榮泥漿材料有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F226/02;C09K8/035
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物及環保型耐高溫頁巖抑制劑。以重量份計，該組合物包括：5～15份的丙烯酰胺、0.5～5份的廢舊腈綸水解銨鹽、2～10份的烷基二羥乙基烯丙基溴化銨。采用烷基二羥乙基烯丙基溴化銨作為單體，其易溶于水，可與丙烯酰胺在引發劑作用下聚合生成陽離子性聚合物，因此不需要有機溶劑，無生物毒性。同時由于采用了廢舊腈綸水解銨鹽，增強了頁巖抑制劑的抗溫和抗鹽能力，因此，采用上述各組分形成的混合物制備的頁巖抑制劑具有抗高溫和抗鹽能力。同時，由于廢舊腈綸水解銨鹽中的廢舊腈綸為廢料，其成本較低，因此可以降低頁巖抑制劑的成本。

技術領域

本發明涉及鉆井材料技術領域，具體而言，涉及一種環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物及環保型耐高溫頁巖抑制劑。

背景技術

井壁失穩是石油天然氣鉆探過程中普遍存在、經常遇到的復雜問題。由于井壁失穩引起的井下復雜事故，一直是困擾國內外石油工程界的突出難題，尤其是泥頁巖地層的井壁失穩。

過去幾十年的發展過程中，油基鉆井液一直是解決泥頁巖水化膨脹問題的理想選擇。但由于油基鉆井液存在環保方面的問題，因此，油基鉆井液的使用越來越受到限制。因此，研發人員將更多的目光投向水基鉆井液的發展，既能解決油基鉆井液的環保問題，同時其性能又非常接近于油基鉆井液。

在水基鉆井液方面，傳統的無機鹽抑制劑，如KCl，具有較好的抑制性，但是其使用量較大，一般要達到5～7％，對體系流變性和濾失量影響較大；也有用有機鹽鉆井液提高體系的抑制性和抗溫性，一般使用較多的是甲酸鈉或者甲酸鉀，但是其也存在使用量大、成本高、產品易吸水結塊、不利于回收利用等不足；近些年發展起來的聚胺類抑制劑，抑制效果較好，但使用中容易起泡，影響泵的上水效率。隨著鉆井深度的增加，鉆井液的工作環境溫度也逐漸升高，為了適應高溫作業，現有技術開發了離子液體頁巖抑制劑，它能夠提高鉆井液的抑制性，還可以大幅度提高鉆井液對黏土和鉆屑抑制性，防止鉆頭泥包，有利于提高機械鉆速，具有高溫穩定性，減少儲層傷害，無生物毒性，可以用于深水鉆井中，但是離子液體的成本較高，不適宜在鉆井液中推廣應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物及環保型耐高溫頁巖抑制劑，以解決現有技術中頁巖抑制劑成本高、不耐高溫的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物，以重量份計，組合物包括：5～15份的丙烯酰胺、0.5～5份的廢舊腈綸水解銨鹽、2～10份的烷基二羥乙基烯丙基溴化銨。

進一步地，以重量份計，上述組合物包括：9～12份的丙烯酰胺、0.5～1.5份的廢舊腈綸水解銨鹽、4～8份烷基二羥乙基烯丙基溴化銨。

進一步地，上述烷基二羥乙基烯丙基溴化銨為十二烷基二羥乙基烯丙基溴化銨或十六烷基二羥乙基烯丙基溴化銨。

進一步地，上述廢舊腈綸水解銨鹽在95℃下測量的粘度為15～19/m Pa·s。

進一步地，上述組合物還包括引發劑。

進一步地，上述引發劑的重量份為0.02～0.08。

進一步地，上述引發劑為氧化還原引發劑，優選為過硫酸銨-亞硫酸氫鈉或過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉。

根據本發明的另一方面，提供了一種環保型耐高溫頁巖抑制劑，環保型耐高溫頁巖抑制劑由環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物制備而成，該環保型耐高溫頁巖抑制劑組合物為上述任一種的組合物。

進一步地，上述環保型耐高溫頁巖抑制劑的制備方法包括：將丙烯酰胺、廢舊腈綸水解銨鹽、烷基二羥乙基烯丙基溴化銨和水混合形成待反應體系；將待反應體系升溫至50～90℃后添加引發劑進行聚合反應，得到環保型耐高溫頁巖抑制劑。

進一步地，將上述待反應體系升溫至60～80℃后添加引發劑進行聚合反應。