專利名稱：一種陽離子聚胺類聚合物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陽離子聚胺類聚合物及其制備方法和應用，具體地說涉及一種鉆井液用的陽離子聚季胺類頁巖抑制劑及其制備方法。
背景技術：
鉆井液是指油氣鉆井過程中，以其多種功能滿足鉆井需求的各種循環(huán)流體的總稱。鉆井液的功能主要有攜帶和懸浮鉆屑；穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力；冷卻和潤滑鉆頭、 鉆具；傳遞水動力。隨著油氣勘探領域的發(fā)展，深井、超深井，海洋井及復雜地段井的出現(xiàn)， 在鉆探過程中，鉆遇泥頁巖地層時，泥頁巖的水化膨脹、分散將導致井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等一系列問題，增加了鉆井難度，并對鉆井液體系特別是頁巖抑制劑提出了更高的要求。常用的鉆井液用頁巖抑制劑主要有浙青類、聚合物類和無機鹽類等，這些頁巖抑制劑均各自存在一些不足如浙青類不利于保護環(huán)境；硅酸鹽會使體系流變性難以調(diào)控；糖苷類、聚乙二醇類不能解決活性泥頁巖的鉆井問題，通常需要采用不利于環(huán)境保護的油基鉆井液。近年來，高性能水基鉆井液(HPWBM)，又稱胺基鉆井液(Amine based mud)在國外應用較廣。相比傳統(tǒng)的油基鉆井液，胺基鉆井液因其具有環(huán)保、成本低、性能良好等特性成為世界各國石油研究者關注的研究熱點。
鐘漢毅等在《石油鉆探技術》第38卷第I期104-108頁中綜述了胺類頁巖抑制劑的發(fā)展歷程，概括了不同胺類頁巖抑制劑的特點，分析了其作用機理，介紹了新型高性能胺類水基鉆井液抑制性的評價方法和應用現(xiàn)狀。該文獻中指出具有季銨鹽結(jié)構(gòu)的聚三乙醇胺甲基季胺的頁巖抑制性有限，且有毒。
CN200710190408. X公開了一種聚胺類陽離子疏水締合水溶性聚合物的合成方法， 以環(huán)氧氯丙烷、長鏈烷基仲胺和二甲胺為原料，使環(huán)氧氯丙烷和長鏈烷基仲胺在40°C 70°C的溫度范圍充分混合反應；然后降溫至0°C 20°C，連續(xù)滴加二甲胺溶液；滴加完畢后，連續(xù)而緩慢的升溫至40°C 80°C，進行保溫反應，最終生成所需的聚胺類陽離子疏水締合水溶性聚合物。該方法制備的聚胺類陽離子疏水締合水溶性聚合物的頁巖抑制效果并沒有公開。
US5908814公開了一種陽離子聚季胺類頁巖抑制劑極其制備方法，但其同樣存在著頁巖抑制效果有限的不足。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種陽離子聚胺類聚合物及其制備方法和應用。該陽離子聚胺類聚合物含有雙主鏈、可形成網(wǎng)格狀 結(jié)構(gòu)，提高了泥頁巖抑制效果。
—種陽離子聚胺類聚合物，具有如下的結(jié)構(gòu)(I)，該陽離子聚胺類頁巖抑制劑的運動黏度為looo-sooomnis-1，其是由環(huán)氧氯丙烷和結(jié)構(gòu)式為(II)的化合物聚合而成，(I)
權(quán)利要求
1.一種陽離子聚胺類聚合物，其特征在于具有如下的結(jié)構(gòu)(I)，該陽離子聚胺類頁巖抑制劑的運動黏度為ΙΟΟΟ-δΟΟΟπι^ Τ1，其是由環(huán)氧氯丙烷和結(jié)構(gòu)式為(II)的化合物聚合而成，
2.一種陽離子聚胺類聚合物的制備方法，以端二胺、環(huán)醚、環(huán)氧氯丙烷為原料，首先在攪拌及60-100°C條件下向端二胺中滴加環(huán)醚，端二胺與滴加的環(huán)醚摩爾比為1:2，反應l-4h生成結(jié)構(gòu)式為(II)的化合物，然后將溫度升至90-150°C，攪拌條件下滴加環(huán)氧氯丙烷，滴加的環(huán)氧氯丙烷與端二胺的摩爾比為2: 1，待反應體系出現(xiàn)增稠現(xiàn)象時，至少維持半小時后加入終止劑，終止劑與端二胺的摩爾比為2:1，繼續(xù)反應l-4h，得陽離子聚胺類聚合物樣品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的端二胺為乙二胺、丙二胺、己二胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的環(huán)醚為環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的終止劑為鹽酸、硫酸、硝酸、冰醋酸、檸檬酸、甲酸、乙酸中的一種或幾種混合。
6.權(quán)利要求1所述的陽離子聚胺類聚合物作為鉆井液頁巖抑制劑的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種陽離子聚胺類聚合物及其制備方法和應用。該陽離子聚胺類聚合物含有雙主鏈、可形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。一種陽離子聚胺類聚合物的制備方法，以端二胺、環(huán)醚、環(huán)氧氯丙烷為原料，首先在攪拌及60-100℃條件下向端二胺中滴加環(huán)醚，端二胺與滴加的環(huán)醚摩爾比為12，反應1-4h生成結(jié)構(gòu)式為(II)的化合物，然后將溫度升至90-150℃，攪拌條件下滴加環(huán)氧氯丙烷，滴加的環(huán)氧氯丙烷與端二胺的摩爾比為2:1，待反應體系出現(xiàn)增稠現(xiàn)象時，至少維持半小時后加入終止劑，終止劑與端二胺的摩爾比為2:1，繼續(xù)反應1-4h，得陽離子聚胺類聚合物樣品。陽離子聚胺類聚合物作為鉆井液頁巖抑制劑的應用。該陽離子聚胺類聚合物富含豐富的羥基，具有良好的水溶性；能夠有效抑制粘土的水化膨脹及分散；提供一定的潤滑性能，且環(huán)境友好。
文檔編號C09K8/035GK103044679SQ20111031384
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者魯嬌, 陳楠, 楊超, 張喜文, 黎元生, 方向晨 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院