一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑及其制備方法，涉及油田化學及鉆井完井液領(lǐng)域。本發(fā)明的方法是將反應(yīng)釜清洗干凈并烘干，加入胺類化合物；然后加入環(huán)氧化合物，加料過程緩慢，并控制反應(yīng)釜溫度不超過80℃；再加入分子量調(diào)節(jié)劑；通入氮氣保護，升溫75～85℃，反應(yīng)2～3小時，反應(yīng)過程中監(jiān)測pH值的變化情況；當pH值在8～9時，繼續(xù)升溫至85～95℃，反應(yīng)1～2小時；降溫出料，得到淺黃色粘稠狀液體，即為泥頁巖聚胺成膜抑制劑。本發(fā)明的抑制劑的生產(chǎn)工藝簡單、原料來源廣、產(chǎn)品價格適中、用量少、適用范圍廣、具有更強的吸附性和泥頁巖抑制性，且作用時間長久。
【專利說明】一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田化學及鉆井完井液領(lǐng)域，尤其涉及的是一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油氣勘探領(lǐng)域的發(fā)展，深井、超深井、海洋井及非常規(guī)復(fù)雜地段井的出現(xiàn)，在鉆探過程中遇到泥頁巖地層時，泥頁巖的水化膨脹、分散將導(dǎo)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。油基鉆井液體系在一些需要強抑制性的大斜度井、深井中仍被認為是最好的體系，但高成本和環(huán)境保護問題限制了其應(yīng)用。國外許多公司都在研究高性能水基鉆井液體系來替代油基鉆井液，含胺優(yōu)質(zhì)水基鉆井液，是近年來提出的、符合現(xiàn)代鉆井要求的高性能水基鉆井液，不但具有油基鉆井液優(yōu)異的強抑制性和潤滑性，而且具有環(huán)保、成本低、性能良好等特性，目前已成為世界各國石油研究者關(guān)注的熱點，而聚胺類頁巖抑制劑是胺基鉆井液的重要組分之一，在抑制泥頁巖水化膨脹、分散所導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)，鉆頭泥包、改變流型和井眼凈化等一系列問題方面起著關(guān)鍵性的作用。
[0003]嚴格意義上的聚胺，作為鉆井液中的抑制劑，必然具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，即在分子鏈中引入了胺基等特殊強吸附基團，從而賦予它具有更好的泥質(zhì)頁巖抑制性。其作用機理主要是:靠分子鏈中的活性基團牢牢吸附在粘土顆粒表面，形成一層致密的保護膜，從而阻止水分子進入，起到防止粘土水化、顆粒運移、防止井壁坍塌的作用；除此之外，聚胺產(chǎn)品的相對分子量不同，其產(chǎn)品性能也會有所差異，甚至相差還很大，因此，根據(jù)實際需要對聚胺進行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和合 成優(yōu)化，從而生產(chǎn)相對分子質(zhì)量適中的聚胺產(chǎn)品，才能更好地應(yīng)用于現(xiàn)場，確保達到最佳效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑的制備方法，其步驟如下:
[0007](I)將反應(yīng)釜清洗干凈并烘干，加入胺類化合物；
[0008](2)然后加入環(huán)氧化合物，加料過程緩慢，并控制反應(yīng)釜溫度不超過80°C ；
[0009](3)加入分子量調(diào)節(jié)劑；
[0010](4)通入氮氣保護，升溫75~85°C，反應(yīng)2~3小時，反應(yīng)過程中監(jiān)測pH值的變化情況；
[0011](5)當pH值在8~9時，繼續(xù)升溫至85~95°C，反應(yīng)I~2小時；
[0012](6)降溫出料，得到淺黃色粘稠狀液體，即為泥頁巖聚胺成膜抑制劑。
[0013]所述的胺類化合物為聚醚胺、多乙烯多胺或烷基胺中的一種。[0014]所述的環(huán)氧化合物為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧氯乙烷、環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷中的一種。
[0015]所述的分子量調(diào)節(jié)劑為低分子直鏈1，2-亞乙基胺、叔十二烷基硫醇或聚乙二醇400中的一種。
[0016]所述的胺類化合物和環(huán)氧化合物的總質(zhì)量為100%，其中，胺類化合物為35%~40 %，環(huán)氧化合物為60 %~65 %。
[0017]所述的分子量調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量是胺類化合物和環(huán)氧化合物總質(zhì)量的0.2%~0.6%。
[0018]所述的制備方法制得的泥頁巖聚胺成膜抑制劑。
[0019]本發(fā)明的泥頁巖聚胺成膜抑制劑與目前國內(nèi)外各油田使用的聚胺相比，生產(chǎn)工藝簡單、原料來源廣、產(chǎn)品價格適中、用量少、適用范圍廣、具有更強吸附和抑制作用，且作用時間長久。大量的室內(nèi)、現(xiàn)場試驗表明，產(chǎn)品性能已達到或優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明制備的泥頁巖聚胺成膜抑制劑的優(yōu)良性能主要概述如下:
[0021](I)具有良好的泥質(zhì)頁巖抑制性，有效控制粘土分散，防止鉆頭泥包，穩(wěn)定流型，適合于各種軟泥巖地層、鹽膏層、強水敏性地層和其它復(fù)雜地層，還可用于油氣藏保護、注水井增注、油藏改造等方面；
[0022](2)抗溫性能優(yōu)良(抗溫超過200°C )，可在深井、超深井中使用；
[0023](3)用量低，價格 便宜，且能與水、各油田助劑配伍，凝固點低(<-10°C)，不受現(xiàn)場環(huán)境的影響，現(xiàn)場使用方便，并且使用后毒性小；
[0024](4)分子鏈中引入了大量的特殊活性基團，能快速吸附在鋼鐵表面，因此具有良好的防腐性能；
[0025](5)由于其獨特的分子結(jié)構(gòu)，賦予其在油氣藏改造，尤其是在頁巖氣開發(fā)過程中能發(fā)揮獨特的作用。
[0026](6)本發(fā)明自2013年中試成功以來，到目前為止，已在西北油田分公司、塔里木油田、西南油氣田分公司、延長油礦、中海油等單位，現(xiàn)場一共成功實施40余口井(其中水平井36井次)，為解決泥質(zhì)頁巖水化膨脹導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)、油藏保護、高含硫氯的腐蝕、提高鉆速等起到關(guān)鍵的作用，并得到用戶的高度重視和贊譽。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0028]若未特別指出，實施例中涉及到的性能評價實驗條件和實驗方法均參照中石油行業(yè)標準“SY/T5613-2000泥頁巖理化性能試驗方法”和“SY/T5971-1994注水用粘土穩(wěn)定劑性能評價方法”;若未特別指出，實施例中涉及到的百分號“ ％ ”均為質(zhì)量百分比。
[0029]實施例1泥頁巖聚胺成膜抑制劑的制備
[0030]通過對一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑的反應(yīng)物優(yōu)選、反應(yīng)物配比以及合成條件優(yōu)化，得到抑制劑合成的最優(yōu)化方案，具體步驟如下:
[0031](I)反應(yīng)釜清洗干凈并烘干，加入胺類化合物(多乙烯多胺)38% ；
[0032](2)緩慢加入環(huán)氧化合物(環(huán)氧氯丙烷)62%，分三次加入，加入過程控制反應(yīng)釜溫度不超過80°C ；
[0033](3)加入分子量調(diào)節(jié)劑(低分子直鏈1，2-亞乙基胺)，加入量為反應(yīng)物(多乙烯多胺和環(huán)氧氯丙烷)總質(zhì)量的0.4% ；
[0034](4)通入氮氣保護，升溫至85°C，反應(yīng)3小時，反應(yīng)過程中監(jiān)測pH值的變化情況；
[0035](5)當pH值達到8.5時，繼續(xù)升溫至94°C，反應(yīng)1.5小時；
[0036](6)降溫出料，得到淺黃色粘稠狀液體，即為本實施例制得的泥頁巖聚胺成膜抑制劑。
[0037]該合成方案得到的產(chǎn)品性能優(yōu)良，并采用該產(chǎn)品作為進行了性能評價，具體如下。
[0038]實施例2泥頁巖聚胺成膜抑制劑的使用方法
[0039](I)在鉆井過程中，遇到泥質(zhì)頁巖時，在泥漿中加入0.5%~1.0%本發(fā)明的泥頁巖聚胺成膜抑制劑，加入時應(yīng)緩慢，并混合均勻；
[0040](2)油氣生產(chǎn)井的預(yù)處理，在投產(chǎn)前，向粘土含量比較高的砂巖油層注入1.0%~
2.0%的本發(fā)明的泥頁巖聚胺成膜抑制劑，處理半徑為2.0m~5.0m，延長油氣井生產(chǎn)周期的目的；
[0041](3)在粘土含量比較高油氣藏的注水井或注水壓力比較高的注水井，間斷性注入
0.1%~0.5%的本發(fā)明的泥頁巖聚胺成膜抑制劑，達到增注和降低注水壓力的作用；
[0042](4)在泥頁巖油氣藏的壓裂過程中，先向油藏注入一定量0.5%~1.0%本發(fā)明的泥頁巖聚胺成膜抑制劑的水溶液作為前置液，在壓裂液中無需再加入大量的氯化鉀或其他粘土穩(wěn)定劑，起到減少工作量和降低措施成本的功效。
[0043]實施例3泥頁巖聚胺成膜抑制劑的泥頁巖防膨性能評價試驗
[0044](I)離心管法評價常溫常壓下泥頁巖聚胺成膜抑制劑(實施例1制備)的防膨效果見表1。
[0045]表1常溫常壓下泥頁巖聚胺成膜抑制劑的防膨效果
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種泥頁巖聚胺成膜抑制劑的制備方法，其特征在于，其步驟如下: (1)將反應(yīng)釜清洗干凈并烘干，加入胺類化合物； (2)然后加入環(huán)氧化合物，加料過程緩慢，并控制反應(yīng)釜溫度不超過80°C； (3)加入分子量調(diào)節(jié)劑； (4)通入氮氣保護，升溫75~85°C，反應(yīng)2~3小時，反應(yīng)過程中監(jiān)測pH值的變化情況； (5)當pH值在8~9時，繼續(xù)升溫至85~95°C，反應(yīng)I~2小時； (6)降溫出料，得到淺黃色粘稠狀液體，即為泥頁巖聚胺成膜抑制劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述胺類化合物為聚醚胺、多乙烯多胺或烷基胺中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述環(huán)氧化合物為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧氯乙烷、環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述分子量調(diào)節(jié)劑為低分子直鏈1，2-亞乙基胺、叔十二烷基硫醇或聚乙二醇400中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述胺類化合物和環(huán)氧化合物的總質(zhì)量為100%，其中，胺類化合物為35%~40%，環(huán)氧化合物為60%~65%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述分子量調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量是胺類化合物和環(huán)氧化合物總質(zhì)量的0.2%~0.6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6所述的制備方法制得的泥頁巖聚胺成膜抑制劑。
【文檔編號】C09K8/035GK104017208SQ201410255513
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】劉通義, 牛光洲, 陳光杰, 譚坤, 林波, 魏俊, 戴秀蘭, 趙眾從, 黃趾海, 張立豐, 蘭昌文, 于毅, 陳江明 申請人:成都佰椿石油科技有限公司