[發(fā)明專利]一種改性多元醇抑制劑及其制備方法與在水基鉆井液中的應用

有效

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• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112175590B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙賢正;付大其;周寶義;呂開河;蒲秀剛;牟連剛;卓綠燕;張海軍;劉敬平;尤志良;黃賢斌;韓文中;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司大港油田分公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C08F8/36;C08F16/06;C08F220/58;C08F222/38
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發(fā)明提供了一種改性多元醇抑制劑及其制備方法與在水基鉆井液中的應用。本發(fā)明使用磺基酸類單體與磺化的聚乙烯醇進行交聯(lián)反應，所得產(chǎn)物之后與抗高溫單體、酰胺類單體進行雙交聯(lián)反應，得到了改性多元醇抑制劑。本發(fā)明的改性多元醇抑制劑可以顯著改善多元醇的增粘負效應，并且不會破壞鉆井液性能，對鉆井液流變性能影響小，并且具有很強抑制性以及優(yōu)異的抗溫性能，克服現(xiàn)有水基鉆井液多元醇抑制劑對鉆井液流變性能影響大、抗溫性能不足的缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性多元醇抑制劑及其制備方法與在水基鉆井液中的應用，屬于石油工業(yè)的油田化學領(lǐng)域。

背景技術(shù)

泥頁巖是由水化膨脹特性各不相同的粘土與非粘土礦物組成的不均質(zhì)體，由于各種礦物產(chǎn)生的水化應力不同，濾液侵入地層后就會在地層內(nèi)部形成內(nèi)應力，影響井壁穩(wěn)定。減少鉆井液濾液進入坍塌地層，有效地抑制地層中粘土礦物水化膨脹而引起地層坍塌壓力的升高和破裂壓力下降是解決井壁失穩(wěn)的有效途徑之一。雖然油基鉆井液在解決井壁穩(wěn)定方面有著獨特優(yōu)勢，但是其成本高、環(huán)保性能差。因此，具備高效抑制能力且環(huán)保的水基鉆井液研究十分必要，而高性能水基鉆井液技術(shù)的關(guān)鍵在于高效抑制劑的研發(fā)與應用。

多元醇鉆井液是20世紀90年代研制成功的一種防塌鉆井液，多元醇鉆井液具有很強的抑制性與封堵性，能有效地穩(wěn)定井壁，同時具有良好潤滑性能。鉆井液中使用的多元醇大多是乙二醇(聚丙烯乙二醇)、聚丙二醇、乙二醇—丙二醇共聚物、聚丙三醇、聚乙烯醇或聚乙烯乙二醇等。多元醇是一種非離子表面活性劑，溶于水，其溶解度隨溫度升高而下降，到達濁點溫度之后多元醇溶液就會形成濁狀的微乳液，當溫度降至濁點以下時，多元醇又完全溶解。由于多元醇具有上述特點，因而當鉆井液的井底溫度高于多元醇濁點時，多元醇鉆井液發(fā)生相分離，不溶解的多元醇可封堵泥頁巖的孔喉，阻止鉆井液濾液進入地層，與泥頁巖隔離，起到穩(wěn)定井壁的作用。多元醇可以在泥頁巖表面產(chǎn)生強烈吸附(吸附量隨溫度升高而增加)，形成吸附層，阻止泥頁巖水化、膨脹與分散。

多元醇類抑制劑具有良好的抑制性能并符合錄井的熒光要求，但是在實際應用中多元醇類抑制劑存在以下缺點：(1)加入鉆井液中會產(chǎn)生增粘負效應，引起鉆井液黏度的急劇增加，破壞鉆井液性能；(2)高溫條件下，耐熱性能差，抑制性能不足；所以限制了它的進一步應用。

因此需要優(yōu)化現(xiàn)有的多元醇抑制劑的結(jié)構(gòu)，改善其增粘負效應，進一步提高高溫條件下，多元醇抑制劑的抑制性能。為此，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種改性多元醇抑制劑及其制備方法與在水基鉆井液中的應用。本發(fā)明使用磺基酸類單體與磺化的多元醇進行交聯(lián)反應，之后與抗高溫單體進行雙交聯(lián)反應，得到了改性多元醇抑制劑，本發(fā)明的改性多元醇抑制劑具有強抑制性、抗高溫而增粘負效應較低的優(yōu)點，克服現(xiàn)有水基鉆井液多元醇抑制劑對鉆井液流變性能影響大、抗溫性能不足的缺點。

術(shù)語說明：

室溫：具有本領(lǐng)域公知的含義，指25±5℃。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種改性多元醇抑制劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)將聚乙烯醇加入去離子水中，攪拌至完全溶解，之后降溫至0～3℃，滴加濃硫酸，滴加完畢后，進行反應；反應完畢后，將反應混合物加入無水乙醇中，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到磺化聚乙烯醇；

(2)將磺化聚乙烯醇加入去離子水中，在85-95℃下攪拌，之后冷卻至室溫，加入磺基酸類單體后進行反應，之后降至室溫，得混合液A；

(3)將抗高溫單體、酰胺類單體和引發(fā)劑加入去離子水中，進行反應，之后降至室溫，得到混合液B；

(4)將混合液A和混合液B混合并消泡，之后將消泡后所得混合液C加入無水乙醇中，經(jīng)靜置沉淀、過濾、干燥，得到改性多元醇抑制劑。