[發(fā)明專利]一種聚合離子液體抑制劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210557550.8
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114835850B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉敬平;修卓洋;孫金聲;呂開河;代志文;王金堂;黃賢斌;白英睿;徐哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F226/06;C08F226/04;C09K8/035
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻(xiàn)龍

本發(fā)明提供一種聚合離子液體抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明聚合離子液體抑制劑包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：1?乙烯基?3?氨丙基咪唑溴2?4份，丙烯酰胺10?20份，二甲基二烯丙基氯化銨1?5份，引發(fā)劑0.5?1份。本發(fā)明制備的抑制劑能夠有效抑制頁巖水化膨脹和分散，具有較強(qiáng)的抑制性；且利于增效鉆井液降濾失和潤滑性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種聚合離子液體抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

頁巖地層水化性強(qiáng)，與鉆井液接觸后易水化膨脹，導(dǎo)致縮徑、卡鉆、井塌等事故，嚴(yán)重推高鉆井液成本。高效的頁巖抑制劑是解決該問題的關(guān)鍵，目前油田使用的抑制劑種類繁多，主要包括：鉀離子類頁巖抑制劑，其能有效抑制頁巖膨脹，但其使用濃度較高，對鉆井液其它性能影響較大；銨基陽離子類抑制劑，其作用時間較短，抗溫性較差；季銨鹽類抑制劑毒性較大，當(dāng)鉆井液中固相含量高時易產(chǎn)生絮凝作用，且與陰離子處理劑配伍性較差。聚合離子液體抑制劑具有抑制效果好、配伍性好、抗高溫能力強(qiáng)和制備方法簡單等優(yōu)點，是當(dāng)前抑制劑的研究熱點。

中國專利文獻(xiàn)CN 104497994 A公開了一種鉆井液及含雜環(huán)的離子液體，所述鉆井液包含0.01-10重量％的含雜環(huán)離子液體。該發(fā)明的包含該離子液體的鉆井液具有較好的抗溫性能，但抑制性有待提高。中國專利文獻(xiàn)CN111004340A公開了一種鉆井液用離子液體頁巖抑制劑及其制備方法和應(yīng)用；所述方法包括：在惰性氣氛下，在水環(huán)境中，使咪唑類離子液體進(jìn)行聚合反應(yīng)；所述咪唑類離子液體包括陽離子單體和陰離子單體。但該抑制劑滾動回收率較低，抑制效果有待提高。

因此，對頁巖具有較強(qiáng)的抑制性且利于增效鉆井液降濾失和潤滑性能的聚合離子液體抑制劑的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種聚合離子液體抑制劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明制備的抑制劑能夠有效抑制頁巖水化膨脹和分散，具有較強(qiáng)的抑制性；且利于增效鉆井液降濾失和潤滑性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種聚合離子液體抑制劑，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴2-4份，丙烯酰胺10-20份，二甲基二烯丙基氯化銨1-5份，引發(fā)劑0.5-1份。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述聚合離子液體抑制劑包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴2-4份，丙烯酰胺10-20份，二甲基二烯丙基氯化銨2-5份，引發(fā)劑0.8-1份。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的組合；過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為0.5-1.5:0.5-1.5，優(yōu)選為1:1。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴的制備方法，包括步驟：將1-乙烯基咪唑和3-溴丙胺氫溴酸鹽充分分散于乙腈中，60-80℃下攪拌回流反應(yīng)20-30h；然后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴。

優(yōu)選的，1-乙烯基咪唑和3-溴丙胺氫溴酸鹽的質(zhì)量比為0.2-1:1，優(yōu)選為0.4-0.5:1。

優(yōu)選的，1-乙烯基咪唑和乙腈的質(zhì)量比為1:5-15，優(yōu)選為1:8-14。

優(yōu)選的，攪拌回流反應(yīng)溫度為70℃，攪拌回流反應(yīng)時間為24h。

優(yōu)選的，所述洗滌是使用乙醇洗滌2-3次；所述干燥是于50-70℃下真空干燥。

上述聚合離子液體抑制劑的制備方法，包括步驟：

將1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨充分分散于水中，加熱至50-60℃，保持?jǐn)嚢杓訜幔枚栊詺怏w除氧；加入引發(fā)劑，50-60℃下攪拌反應(yīng)7-8h；然后經(jīng)洗滌，干燥，粉碎即得聚合離子液體抑制劑。