[發(fā)明專利]一種叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的合成及水基鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210080819.8
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114524944B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝剛;谷碩;汪若蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 成都昂賽福科技有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K8/035;C09K8/24
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 胡石開

本發(fā)明公開了一種叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的合成及水基鉆井液。該叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑由環(huán)保型聚叔胺與水混合配制而成，其中環(huán)保型聚胺在鉆井液中的質(zhì)量比為0.5％?5％。所述叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺合成原料為含有多烯鍵的酯類物質(zhì)、含伯胺和仲胺的氨基酸類物質(zhì)和低分子量的醇類物質(zhì)，封端試劑為1?甲基?2?丙烯?1?氨基甲醇或1?乙基?2?丙烯?1?氨基甲醇。所述鉆井液包含有本發(fā)明的叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺。所述鉆井液能夠有效的抑制頁巖水化膨脹。本發(fā)明提供的叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺制成的頁巖插層抑制劑無毒無害，且抑制性能相比于同類插層抑制劑性能有明顯提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的合成及包含有該抑制劑的水基鉆井液。

背景技術(shù)

井壁失穩(wěn)是嚴重影響油氣鉆探和開采效率的問題之一，每年由井壁失穩(wěn)導致的縮徑、擴徑、卡鉆甚至井塌事故所造成的直接或間接經(jīng)濟損失高達數(shù)十億美元。目前75％的在鉆或已鉆地層屬于頁巖地層，而其中90％的井壁失穩(wěn)問題出現(xiàn)在頁巖地層。這是由于頁巖的水敏性強的原因，當頁巖地層遇水會產(chǎn)生嚴重的水化作用，致使頁巖發(fā)生水化膨脹、分散等現(xiàn)象，導致井壁穩(wěn)定性降低。為了抑制頁巖的水化膨脹，提高水基鉆井液的抑制能力，開發(fā)新型頁巖抑制劑是大勢所趨。

聚胺類高性能鉆井液體系是符合鉆井過程多方面要求并認為可替代油基鉆井液的新型環(huán)保型鉆井液，國內(nèi)外研究表明，以胺類單體為主要原料的聚胺類抑制劑已經(jīng)被廣泛應用于水基鉆井液體系，并且取得了較好的抑制效果，但目前所研究和應用的聚胺類抑制劑多為線性結(jié)構(gòu)，在粘土上的纏繞、包被是不均勻的，而超支化聚合物具有良好的溶解性能、出色的高流變性以及低黏度性質(zhì)，另一方面線性結(jié)構(gòu)容易造成重復吸附或者沒有吸附，而且作用基團一般存在于分子鏈的兩端，使得一個分子鏈通常只含有兩個作用基團，而超支化聚合物由于其大量可修飾的末端官能團等一系列獨特的物理化學特性，所以具有較高的反應活性，因此更需要對超支化聚胺類抑制劑進行研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前常規(guī)抑制劑無法有效抑制頁巖水化膨脹而導致的井壁失穩(wěn)問題，本發(fā)明提供了一種叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的合成方法，能夠有效抑制頁巖地層的水化膨脹問題，從而達到穩(wěn)定井壁的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的合成及水基鉆井液。所述叔胺封端的環(huán)保型超支化聚胺插層抑制劑的原料為含有多烯鍵的酯類物質(zhì)、含伯胺和仲胺的氨基酸類物質(zhì)和低分子量的醇類物質(zhì)，封端試劑為1-甲基-2-丙烯-1-氨基甲醇、1-乙基-2-丙烯-1-氨基甲醇，制備步驟如下：

(1)在常溫下將0.6mol含伯胺和仲胺的氨基酸類物質(zhì)溶解于100ml醇類溶液中，然后將含伯胺和仲胺的氨基酸類物質(zhì)溶液置于密閉容器中，在氮氣氛圍并攪拌的條件下﹐回流反應12-15h，后將反應產(chǎn)物減壓蒸餾得到氨基酸酯；

(2)將0.4mol氨基酸酯和0.4mol含有多烯鍵的酯類物質(zhì)分別溶解在100ml有機溶劑中，在25-45℃、氮氣氛圍、攪拌條件下向氨基酸酯溶液中逐滴滴加含有多烯鍵的酯類物質(zhì)溶液，滴加完成后，升溫到60-70℃回流反應8-10h后減壓蒸餾得到環(huán)保型超支化聚胺；

(3)取0.3mol環(huán)保型超支化聚胺溶解在100ml有機溶劑中，0.6mol封端試劑溶解在50ml有機溶劑中，在氮氣氛圍并攪拌條件下滴加到環(huán)保型超支化聚胺中，滴定完畢后，升溫60-70℃密閉反應2小時，反應完畢后，減壓蒸餾得到粘稠狀產(chǎn)物，即為叔胺封端的超支化聚胺。

進一步的，所述步驟(1)中所述含伯胺和仲胺的氨基酸類物質(zhì)為高瓜氨酸或D-高絲氨酸中的一種。

進一步的，所述醇類溶液為無水甲醇、無水乙醇中的一種。

進一步的，所述含有多烯鍵的酯類物質(zhì)為2-亞甲基-丁二酸1，4-二乙烯基酯、烯丙基1，3-環(huán)戊二烯-1-羧酸酯中的一種。