[發(fā)明專利]一種強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇作為頁(yè)巖表面水化抑制劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110694680.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113429579B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝剛;羅玉婧;鄧明毅;范莉;馮安平;宋清婉兒;柳子嘉;歐陽(yáng);楊舒寒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;C09K8/035
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇作為頁(yè)巖表面水化抑制劑，屬于油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，所述強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇是以多胺類化合物、雙烯類化合物和含烯鍵的硅烷化合物為原料合成。所述強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇制成的頁(yè)巖表面水化抑制劑是由強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇與水混合配制而成，其中強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇在頁(yè)巖表面水化抑制劑中的質(zhì)量比為0.5％?5％。本發(fā)明提供的強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇制成的頁(yè)巖表面水化抑制劑抑制性能相比于同類表面水化抑制劑性能有明顯提升，安全無(wú)毒，原料易得，價(jià)格便宜，提供的合成方法穩(wěn)定可靠，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇作為頁(yè)巖表面水化抑制劑。

背景技術(shù)

我國(guó)作為最大的發(fā)展中國(guó)家和最大的油氣消費(fèi)國(guó)與進(jìn)口國(guó)，國(guó)內(nèi)油氣供需缺口不斷擴(kuò)大，2019年的石油對(duì)外依存度已達(dá)72.5％，天然氣對(duì)外依存度已達(dá)45.3％，油氣供應(yīng)安全面臨巨大挑戰(zhàn)。我國(guó)頁(yè)巖油氣資源豐富，但頁(yè)巖埋深約有65％都超過(guò)3500m，而四川盆地南部深層頁(yè)巖氣資源量占整個(gè)川南地區(qū)總資源量的比例高達(dá)86.5％。因此，加快深層頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā),是加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的必由之路。

深層頁(yè)巖黏土礦物以硬脆性頁(yè)巖伊利石為主，蒙脫石等膨脹性黏土礦物含量較少或無(wú)。而硬脆性頁(yè)巖的井壁坍塌是制約我國(guó)油氣資源戰(zhàn)略向深部地層成功轉(zhuǎn)移的重要技術(shù)瓶頸。對(duì)于層理、裂縫發(fā)育硬脆性頁(yè)巖地層，鉆井過(guò)程中，井壁失穩(wěn)的主要因素為致密頁(yè)巖微裂縫、層理以及粒間微裂縫較發(fā)育，鉆井液同地層接觸后，鉆井液容易沿著微裂縫等滲入巖石內(nèi)部，導(dǎo)致濾液滲入量增大，接觸更多的伊利石，造成伊利石的表面水化作用。為解決深層頁(yè)巖勘探開(kāi)發(fā)的難題，一開(kāi)始使用油基鉆井液，但油基鉆井液由于不環(huán)保，成本高，循環(huán)漏失趨勢(shì)高，尤其是惡性漏失等缺點(diǎn)，已成為我國(guó)深層頁(yè)巖氣能否工業(yè)化開(kāi)發(fā)的重大障礙。為了順應(yīng)規(guī)模化深層頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)程并解決這些問(wèn)題，使用環(huán)保、低成本、性能與油基相當(dāng)?shù)乃@井液來(lái)鉆頁(yè)巖氣井已成為一種必然發(fā)展趨勢(shì)。

頁(yè)巖抑制劑抑制性的強(qiáng)弱決定了水基鉆井液的抑制性，現(xiàn)階段抑制劑主要是通過(guò)抑制黏土礦物的層間陽(yáng)離子水化達(dá)到抑制黏土礦物水化的效果。而對(duì)于以伊利石為主要成分的頁(yè)巖，其水化為層表面水化，因此開(kāi)發(fā)出一款能抑制頁(yè)巖表面水化的抑制劑是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前的表面水化抑制劑的缺點(diǎn)，本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而提供一種強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇作為頁(yè)巖表面水化抑制劑，該抑制劑吸附包被抑制性較強(qiáng)，有效包被巖屑表面，顯著抑制水敏性黏土的層間距增大的趨勢(shì)，并使黏土礦物的達(dá)到界面改性和潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)的效果，從而抑制頁(yè)巖表面水化。本發(fā)明所提供的表面水化抑制性能相比于同類產(chǎn)品有明顯提升，能完全滿足各種復(fù)雜井況的鉆井需求，且合成工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保，產(chǎn)率較高，生產(chǎn)成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇頁(yè)巖表面水化抑制劑，所述頁(yè)巖表面水化抑制劑由強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇與水混合配制而成，其中強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇的質(zhì)量比為0.5-5％，所述強(qiáng)吸附支化叔胺硅醇是以多胺類化合物、雙烯類化合物和含烯鍵的硅烷化合物為原料合成。

所述多胺類化合物為多乙烯多胺或多胺氨基酸，其中多乙烯多胺為：二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺中的一種，所述多胺氨基酸為3-(N-甲基氨基)-L-丙氨酸、N-(2-氨乙基)甘氨酸、2-甲基-2-氨基-3-甲基氨基丙酸、2-氨基-3-N-甲基氨基丁酸或2-氨基-2-(3-甲基丁氨基)丙酸中的一種。

所述雙烯類化合物為二烯丙基甲胺，N，N-二烯丙基羥胺中的一種。

所述含烯鍵的硅烷化合物為甲基丙烯酰氧基丙基甲基乙氧基硅烷、3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙酯、2-丙烯酰基氧基乙氧基三甲基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(甲氧基乙氧基)硅、(3-丙烯酰氧基)甲基雙(三甲基硅氧基)甲基硅烷、丙烯酸氧基丙基雙(三甲基硅氧基)甲基硅烷、甲基丙基酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧(丙基三甲基氧基)中的一種。