專利名稱：一種鉆井液用抑制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種抑制劑，更具體地說(shuō)，涉及一種鉆井液用抑制劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉆井液是指油氣鉆井過(guò)程中以其多功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱，俗稱“泥漿”。鉆井液的基本功能有:(I)攜帶和懸浮鉆屑；(2)穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力；(3)冷卻和潤(rùn)滑鉆頭鉆具；(4)傳遞水動(dòng)力。根據(jù)配制鉆井液所用的基液，鉆井液可分為水基鉆井液和油基鉆井液。鉆井液的抑制性能對(duì)鉆井工作影響很大。特別是在鉆探泥頁(yè)巖等粘土含量高、易水化地層中，鉆井液抑制能力的好壞直接影響鉆屑的膨脹和分散、井壁穩(wěn)定、作業(yè)安全等問(wèn)題。由于影響鉆井液抑制能力的主要可調(diào)節(jié)因素是鉆井液抑制劑的選擇與使用。所以鉆井液抑制劑的性能對(duì)于鉆井液體系的性能至關(guān)重要。鉆井液用抑制劑的選擇應(yīng)滿足以下基本要求:(I)抑制劑必須能抑制鉆屑水化膨脹；(2)應(yīng)與基漿有良好的相容性，對(duì)鉆井液的流變性和濾失性不產(chǎn)生不良影響；(3)不降低巖石破碎的效率；(4)具有良好的熱穩(wěn)定性和耐寒穩(wěn)定性；(5)不腐蝕金屬，不損壞密封材料；(6)不污染環(huán)境，易于生物降解，價(jià)格合理，且來(lái)源充足。目前市場(chǎng)上使用的鉆井液用抑制劑以水溶液為基液，復(fù)配各種協(xié)同增效劑來(lái)制成。部分專利涉及了鉆井液用抑制劑及其制備方法。中國(guó)專利CN101717622.A公開(kāi)了一種鉆井液用潤(rùn)滑抑制劑及其制備方法與含有所述鉆井液用潤(rùn)滑抑制劑的鉆井液。該申請(qǐng)涉及一種含有甲基葡萄糖苷類化合物的鉆井液用潤(rùn)滑抑制劑以及這種鉆井液用潤(rùn)滑抑制劑的制備方法與含有所述鉆井液用潤(rùn)滑抑制劑的鉆井液。中國(guó)專利CN102408883A公開(kāi)了一種鉆井液用抗高溫聚胺鹽抑制劑的制備方法，包括以下步驟:1)室溫下將80 120份(重量份)低分子量的聚合醇、20 40份胺化試劑和12 20份金屬催化劑置于反應(yīng)釜中，通氫氣加壓到2.4 2.6MPa ;2)在40 60min內(nèi)升溫至220 240°C，保持3 4h反應(yīng)時(shí)間；3)冷卻泄壓，過(guò)濾除掉金屬催化劑，蒸餾脫水；4)將脫水后的產(chǎn)物在O 10°C條件下與高溫保護(hù)劑和酸性調(diào)節(jié)劑混合反應(yīng)均勻，得到鉆井液用抗高溫聚胺鹽抑制劑。中國(guó)專利101311240A公開(kāi)了一種鉆井液用葡萄糖酸鹽抑制劑及其制備方法。將水和淀粉按1:0.01 2的重量比混合，加入適量催化劑進(jìn)行水解，再加入氧化劑氧化后用堿性處理劑調(diào)節(jié)獲得該產(chǎn)品。中國(guó)專利CN201110356922.2涉及了一種鉆井液用聚胺抑制劑及其制備方法；將起始劑和敷酸劑置于反應(yīng)釜中，在常壓和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)釜中滴加磺?；瘎?，進(jìn)行磺酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10 12小時(shí)，磺酯化溫度為O 30°C，將反應(yīng)物過(guò)濾，將濾液溶于水中，待靜止分相后，取下層液體，減壓蒸餾去除水，得端磺基酯化物；將端磺基酯化物滴加到裝有胺化劑和沉淀劑的反應(yīng)釜中進(jìn)行胺化反應(yīng)，反應(yīng)2 3小時(shí)，胺化反應(yīng)為70 90°C，將產(chǎn)物過(guò)濾，減壓蒸餾脫出溶劑，得聚胺抑制劑。中國(guó)專利CN101531888A公開(kāi)了一種鉆井液用頁(yè)巖抑制劑及其制備方法，鉆井液用抑制劑由水、聚氧乙烯醚二胺、質(zhì)子酸、品質(zhì)改性劑組成，質(zhì)子酸為磷酸、氨基磺酸、乙酸、鹽酸、檸檬酸、丁酸中的一種或其中任意兩種的混合物，品質(zhì)改性劑為乙醇、乙二醇、丙三醇、一縮二乙二醇中的一種或其中任意兩種的混合物。在制備過(guò)程中，在10 50份水中加入20 30份聚氧乙烯醚二胺，然后在攪拌下緩慢滴加5 20份質(zhì)子酸，加完后在70°C下攪拌反應(yīng)2小時(shí)。最后加入10 25份品質(zhì)改性劑，攪拌均勻即得鉆井液用頁(yè)巖抑制劑產(chǎn)品O中國(guó)專利CN1786102A公開(kāi)了一種鉆井液用聚合醇潤(rùn)滑抑制劑及其應(yīng)用，包括起潤(rùn)滑作用的聚合醇A和起抑制作用的聚合醇B，其中聚合醇A的重量百分比為I 50%，聚合醇B的重量百分比為50 99%，潤(rùn)滑抑制劑適用于淡水或鹽水或飽和鹽水鉆井液，其占鉆井液重量的I 10%。中國(guó)專利CN1616589A涉及一種鉆井液用抑制劑，特別是一種鉆井液用鉀鈣復(fù)合離子抑制劑。該申請(qǐng)?zhí)峁┑你@井液用鉀鈣復(fù)合離子抑制劑主要由碳酸鉀、氧化鈣和至少一種反絮凝劑經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)而成，其中反絮凝劑包括木質(zhì)素類化合物、木質(zhì)素類絡(luò)合物或腐殖酸。上述專利中，部分產(chǎn)品會(huì)對(duì)鉆井施工中后續(xù)固井作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響；部分產(chǎn)品低溫穩(wěn)定性較差，在寒冷地區(qū)的冬季使用受到限制；有的產(chǎn)品含有芳香族化合物或含共軛雙鍵化合物，會(huì)影響測(cè)井解釋和儲(chǔ)層發(fā)現(xiàn)；有的產(chǎn)品生物降解困難，會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害。因此，需要開(kāi)發(fā)一種環(huán)境友好、低溫穩(wěn)定，并且不影響固井和測(cè)井作業(yè)質(zhì)量的鉆井液用抑制劑。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的目的是提供一種 鉆井液用抑制劑。本申請(qǐng)的另一個(gè)目的是提供制備上述鉆井液用抑制劑的方法。本申請(qǐng)的又一個(gè)目的是提供上述抑制劑在配制鉆探油氣井用的水基鉆進(jìn)液中的應(yīng)用。具體地，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N鉆井液用抑制劑，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水5-60份；多元醇5-50份；有機(jī)胺5-30份；有機(jī)鹽10-70份。在一些實(shí)施方式中，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水5-40份；多元醇5-40份；有機(jī)胺5-20份；有機(jī)鹽30-70份。在一些實(shí)施方式中，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水10-30份；多元醇10-30份；有機(jī)胺5-10份；有機(jī)鹽50-70份。在一些實(shí)施方式中，所述水可選自淡水、海水或鹽水。鹽水可以是氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或其組合的水溶液，該氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或其組合在水溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%至飽和。優(yōu)選地，所述水為淡水。在一些實(shí)施方式中，所述多元醇可選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇、丁四醇或季戊四醇中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述多元醇選自乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一種或多種。在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)胺選自環(huán)氧氯丙烷-二甲胺縮聚物、環(huán)氧氯丙烷-多乙烯多胺縮聚物、多乙烯多胺、或二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺的二元共聚物中的一種或多種。優(yōu)選地，所述有機(jī)胺可以選自環(huán)氧氯丙烷-二甲胺縮聚物或環(huán)氧氯丙烷-多乙烯多胺縮聚物中的一種或多種。在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)鹽可以選自甲酸鹽、乙酸鹽、葡萄糖酸鹽中的一種或多種。鹽的金屬離子優(yōu)選堿金屬兀素。優(yōu)選地，所述有機(jī)鹽可以選自甲酸鉀、甲酸鈉、乙酸鉀或乙酸鈉中的一種或多種。本申請(qǐng)還提供了一種制備上述抑制劑的方法，所述方法包括:
將上述重量份數(shù)的各原料混合得到混合物； 剪切乳化該混合物。優(yōu)選地,所述方法包括:將上述重量份數(shù)的各原料混合得到混合物；在30-50 V下剪切乳化該混合物，持續(xù)20 240分鐘。本申請(qǐng)還提供了一種制備上述抑制劑的方法，所述方法包括:混合上述重量份數(shù)的多元醇和有機(jī)胺，并使多元醇和有機(jī)胺混合均勻，得到混合物I ;混合上述重量份數(shù)的水和有機(jī)鹽，并使水和有機(jī)鹽混合均勻，得到混合物2 ；混合混合物I和混合物2，并進(jìn)行剪切乳化。優(yōu)選地,所述方法包括:混合上述重量份數(shù)的多元醇和有機(jī)胺，并使多元醇和有機(jī)胺完全相互溶解，得到混合物I ;混合上述重量份數(shù)的水和有機(jī)鹽，并使水和有機(jī)鹽混合均勻，得到混合物2 ；在溫度30-50°C的條件下混合混合物I和混合物2，并剪切乳化30-180分鐘。本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑為透明溶液，無(wú)色、無(wú)味，所含多元醇、有機(jī)胺、有機(jī)鹽穩(wěn)定溶解在水相中，穩(wěn)定時(shí)間超過(guò)6個(gè)月。本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑在加入水基鉆井液中時(shí)，無(wú)需攪拌，即能均勻地分散。在鉆井過(guò)程中，抑制劑能夠有效抑制地層礦物的水化膨脹、水化分散，因此能夠有效維持地層井壁穩(wěn)定，極大地提聞了鉆井液抑制性能。本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑選用無(wú)毒、無(wú)味、易生物降解的原料制備而成，綠色環(huán)保，符合鉆井液用抑制劑的選擇要求。本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑可用于多種油田常用的水基鉆井液體系中，例如淡水鉆井液、鹽水鉆井液和海水鉆井液。在油田現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，本申請(qǐng)中的鉆井用抑制劑以使用重量為泥漿總體積的1% 5%的抑制劑用量使用，就能起到抑制作用。因此，本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑是一種可生物降解的環(huán)境友好型抑制劑，其在應(yīng)用于水基鉆井液時(shí)，能夠有效抑制地層礦物的水化膨脹、水化分散，能夠有效維持地層井壁穩(wěn)定，極大地提聞了鉆井液抑制性能。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些具體的實(shí)施例僅表明為了達(dá)到本發(fā)明的目的而選擇的實(shí)施技術(shù)方案，并不是對(duì)技術(shù)方案的限制。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)是顯然的，均屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。以下實(shí)施例中采用的原料均可由市售獲得。鉆井液用抑制劑配方及制備實(shí)施例1-10所用到的原料及其重量份數(shù)如下表所示。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液用抑制劑，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水5-60份；多元醇5-50份；有機(jī)胺5-30份；有機(jī)鹽10-70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制劑，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水5-40份；多元醇5-40份；有機(jī)胺5-20份；有機(jī)鹽30-70份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制劑，所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料:水10-30份；多元醇10-30份；有機(jī)胺5-10份；有機(jī)鹽50-70份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的抑制劑，其中，所述水選自淡水、海水或鹽水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抑制劑，其中，所述鹽水為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或其組合的水溶液，氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或其組合在水溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%至飽和，優(yōu)選地，所述水為淡水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的抑制劑，其中，所述多元醇選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇、丁四醇或季戊四醇中的一種或多種，優(yōu)選地，所述多元醇選自乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的抑制劑，其中，所述有機(jī)胺選自環(huán)氧氯丙烷-二甲胺縮聚物、環(huán)氧氯丙烷-多乙烯多胺縮聚物、多乙烯多胺、或二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺的二元共聚物中的一種或多種，優(yōu)選地，所述有機(jī)胺選自環(huán)氧氯丙烷-二甲胺縮聚物或環(huán)氧氯丙烷-多乙烯多胺縮聚物中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng) 所述的抑制劑，其中，所述有機(jī)鹽選自甲酸鹽、乙酸鹽、葡萄糖酸鹽中的一種或多種，優(yōu)選地，所述有機(jī)鹽選自甲酸鉀、甲酸鈉、乙酸鉀或乙酸鈉中的一種或多種。
9.一種制備權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的抑制劑的方法，所述方法包括: 將所述重量份數(shù)的各原料混合得到混合物； 剪切乳化所述混合物，優(yōu)選地，在30-50°C下剪切乳化所述混合物，持續(xù)20 240分鐘。
10.一種制備權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的抑制劑的方法，所述方法包括: 混合所述重量份數(shù)的多元醇和有機(jī)胺，并使所述多元醇和所述有機(jī)胺混合均勻，得到混合物I; 混合所述重量份數(shù)的水和有機(jī)鹽，并使水和所述有機(jī)鹽混合均勻，得到混合物2 ； 混合所述混合物I和所述混合物2，并進(jìn)行剪切乳化，優(yōu)選地，在溫度30-50°C的條件下混合混合物I和混合物2，并剪切乳化30-180分鐘。
11.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的抑制劑在配制鉆探油氣井用的水基鉆井液中的應(yīng)用。
12.如權(quán)利要求11所述的應(yīng)用，其中所述抑制劑的使用重量為泥漿總體積的1% 5%。
全文摘要
一種鉆井液用抑制劑，其中所述抑制劑包括如下重量份數(shù)的原料水5-60份；多元醇5-50份；有機(jī)胺5-30份；有機(jī)鹽10-70份。本申請(qǐng)的鉆井液用抑制劑是一種可生物降解的環(huán)境友好型抑制劑，其在應(yīng)用于水基鉆井液時(shí)，能夠有效抑制地層礦物的水化膨脹、水化分散，能夠有效維持地層井壁穩(wěn)定，極大地提高了鉆井液抑制性能。
文檔編號(hào)C09K8/035GK103113861SQ20131006699
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者孫強(qiáng), 胡進(jìn)軍, 夏小春, 冀騰, 耿鐵, 李自立, 項(xiàng)濤 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司