一種硅胺基鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種娃胺基鉆井液，同時還設(shè)及該鉆井液的制備方法，屬于資源勘探 及石油開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 泥頁巖地層占所鉆總地層的70%，而90% W上的井塌發(fā)生在泥頁巖地層，其中硬 脆性泥頁巖地層約占 Ξ分之二，軟泥頁巖地層約占 Ξ分之一。軟泥頁巖為高含蒙脫石的泥 頁巖，硬脆性泥頁巖是W伊利石、伊蒙混層為主，二者的組成不同，則微觀結(jié)構(gòu)及其失穩(wěn)機 理也不相同。若上部地層中蒙脫石含量高，則地層造漿易破壞鉆井液性能，且蒙脫石水化膨 脹易造成地層巧塌，壓力增大將導(dǎo)致井壁跨塌。若下部地層中伊利石、伊蒙混層含量高，貝U 微裂縫發(fā)育易引起硬脆性剝落掉塊。
[0003] 國內(nèi)油田從70年代開始，先后使用細分散鉆井液體系、粗分散鉆井液體系(巧處理 體系）。80年代初期研究使用聚合物鉆井液體系，最初使用單一的PAM，但失水大、泥餅虛，后 來使用"雙聚"鉆井液即聚丙締酷胺-聚丙締臘，泥頁巖抑制性能得到提升，但泥漿排量仍較 大。80年代中期實驗并推廣應(yīng)用陰離子聚合物PAC系列鉆井液，抑制性能進一步提升，且鉆 井液性能穩(wěn)定，受地層造漿影響較小，地層造漿外排泥漿量逐漸減少。90年代初期，又推廣 應(yīng)用了抑制性更強的兩性離子聚合物鉆井液，加上固控設(shè)備更新?lián)Q代，固相控制能力大大 加強，地層造漿進一步得到控制。近年來，聚胺在全國各油田現(xiàn)場試驗，在泌頁2HF、張店等 油田均取得良好效果。單從抑制性上看，目前聚胺的抑制性最強，但性價比略有不足，一是 部分聚胺產(chǎn)品起泡嚴重，影響泥漿累上水，二是其絮凝強度高，濾失量大，需增加降濾失劑 用量，Ξ是價格高，推廣應(yīng)用受到限制。
[0004] 公告號CN 102391842B的發(fā)明專利公開了一種聚胺鉆井液，主要包含W下質(zhì)量百 分含量的組分:頁巖抑制劑0.1 %~5%、降濾失劑0.1 %~5%、包被劑0.1 %~5%、潤滑劑 0.1%~5%、增粘劑0~5%、封堵劑0~5%、配漿±1%~10%。其中頁巖抑制劑為聚胺類物 質(zhì)，數(shù)均分子量為100~1000,通式如下：
[0005]
[0006] 式1中，Ri、R2分別為包含支鏈或直鏈的脂肪族C2~C4基團，m+n取2~23中任意整 數(shù);式帥，R為氨、或者包含支鏈或直鏈的脂肪族Cl~Cl遽團，ri、r2、r3分別為氨、包含支鏈 或直鏈的脂肪族Cl~Cio基團、或者包含1~15個環(huán)氧乙燒或環(huán)氧丙烷鏈節(jié)的徑烷基基團。該 鉆井液的流變性和抗高溫性能良好，能有效抑制膨潤±水化膨脹和水化分散，適用于高水 敏、高粘±含量油氣藏。然而現(xiàn)場應(yīng)用中該鉆井液的絮凝能力過強，流變性不易調(diào)控，且抗 污染能力較弱，泥頁巖抑制性能還有待進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種具優(yōu)異流變性和泥頁巖抑制性能的娃胺基鉆井液。
[000引同時，本發(fā)明還提供一種娃胺基鉆井液的制備方法，其制備工藝簡單、操作簡便。
[0009] 為了實現(xiàn)W上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 娃胺基鉆井液，包括W下質(zhì)量百分數(shù)的組分:鋼基膨潤±2%~5%，增粘劑0.1% ~0.3 %，包被劑0.1 %~0.5 %，降濾失劑0.5 %~2%，封堵劑1 %~5%，胺基娃醇抑制劑 0.5%~1.5%。
[0011] 娃胺基鉆井液還包括pH調(diào)節(jié)劑、加重劑等，pH調(diào)節(jié)劑如化0H的用量為0.1 %~ 0.5%，加重劑如BaS〇4的用量W最終調(diào)節(jié)泥漿的密度衡定，用量在20%~50%之間，介質(zhì)為 水。
[0012] 所述胺基娃醇抑制劑(HAS)是硅烷類物質(zhì)，結(jié)構(gòu)通式如下：
[0013]
[0014] 式8中：?為氨、徑基、苯徑基、1~5個碳的烷基（如甲基、乙基）或者1~5個碳的燒 氧基（如甲氧基、乙氧基）；m取0~2中任一整數(shù);R2為
η取0~3中 任一整數(shù);η優(yōu)選為2。
[0015] 所述胺基娃醇抑制劑的制備步驟如下：
[0016] 1)取式3化合物、式4化合物和催化劑Α，在溫度80~90°C下回流反應(yīng)6~化，得到式 5化合物；
[0017] 反應(yīng)方程式如下：
[001 引
[0019] 2)取式5化合物和甲醇，惰性氣氛中，在溫度60~90°C下反應(yīng)2~化，得到式6化合 物；
[0020] 反應(yīng)方程式如下：
[0021]
[0022] 3)取式6化合物、多乙締多胺和催化劑B，惰性氣氛中，在溫度200~220°C、壓力6.0 ~7.0MPa下反應(yīng)10~14h，再回流反應(yīng)3~7h，冷卻，得到式7化合物；
[0023] 反應(yīng)方程式如下：
[0024]
[00巧]4)取式7化合物和水，在溫度75~85 °C下反應(yīng)2~4h，冷卻、過濾，得到式8化合物， 即胺基娃醇抑制劑；
[00%] 反應(yīng)方程式如下：
[0027]
[002引上述式3~式7中：Ri為氨、徑基、苯徑基、1~5個碳的烷基（如甲基、乙基)或者1~5 個碳的烷氧基(如甲氧基、乙氧基）;m取0~2中任一整數(shù);化為
η 取0~3中任一整數(shù);η優(yōu)選為2。
[0029] 步驟1)中式3化合物、式4化合物的摩爾比為1.0~1.5:0.8~2.0。
[0030] 步驟1)中催化劑A為氯銷酸或碳載銷，用量為催化量的，如式3化合物取3~5mol， 催化劑A取0.05~0. ΙμL?οΙ即可。
[0031] 步驟2)中式5化合物與甲醇的摩爾比為1.1~2.5:1.5~2.5。
[0032] 步驟2)中惰性氣氛可采用氮氣、氮氣氣氛等。
[0033] 步驟3)中式6化合物、多乙締多胺的摩爾比為1.0~2.5:1.2~2.8。
[0034] 步驟3)中催化劑Β為Pt-N(C2也)絡(luò)合物催化劑或C祖i8〇PtSi2,用量為催化量的，如 式6化合物取1~3.5mol，催化劑B取2~6皿〇1即可。
[0035] 步驟3)中惰性氣氛可采用氮氣、氮氣氣氛等。
[0036] 步驟4)中式7化合物與水的質(zhì)量比為1:2。
[0037] 所述增粘劑可采用本領(lǐng)域常規(guī)增粘劑如80A51、聚陰離子纖維素、簇甲基纖維素鋼 等;優(yōu)選簇甲基纖維素鋼。
[0038] 所述包被劑可采用本領(lǐng)域常規(guī)包被劑如兩性離子聚合物包被劑FA367、聚合物包 被劑PAC141、水解聚丙締酷胺鐘鹽化PAM，如購自河南金馬石油科技有限公司）、丙締酷胺- 丙締臘共聚物(如PMHA-2,購自河南金馬石油科技有限公司）等中的一種或多種。
[0039] 所述降濾失劑可選自橫化褐煤樹脂、橫化酪醒樹脂、雙聚錠鹽(如SHN-1，購自河南 金馬石油科技有限公司）、有機娃腐植酸鐘(如0SAM-K，購自河南金馬石油科技有限公司）等 中的一種或多種。
[0040]所述封堵劑可選自乳化漸青(如SFT，購自河南金馬石油科技有限公司）、陽離子漸 青粉(如WFT-1，購自河南金馬石油科技有限公司）、乳化石蠟(如化-虹，購自河南金馬石油 科技有限公司）等中的一種或多種。
[0041 ]娃胺基鉆井液的制備方法，包括W下步驟:按照質(zhì)量百分數(shù)準確取各組分，混勻， 即得。
[0042] 優(yōu)選的，娃胺基鉆井液的制備步驟如下：按照質(zhì)量百分數(shù)準確取各組分，先將鋼基 膨潤±加入水中，混勻后于22~28°C下密閉養(yǎng)護20~2她，加入pH調(diào)節(jié)劑，混勻后加入包被 劑和增粘劑，混勻，再加入降濾失劑和封堵劑，混勻后加入胺基娃醇抑制劑，混勻，最后加入 加重劑至所需泥漿密度，混勻，即得。
[0043] 本發(fā)明的有益效果：
[0044] 本發(fā)明采用胺基娃醇作為泥頁巖抑制劑，其對粘±水化分散行為具有較強的抑制 能力，由此復(fù)配得到的鉆井液能有效抑制粘±造漿，同時還具有優(yōu)異的流變性，且濾失量較 小，有利于對儲層形成保護，可滿足鉆井作業(yè)要求。在該鉆井液體系中，增粘劑主要用于提 高體系粘度，調(diào)節(jié)體系的流變性W滿足工程施工需求，包被劑主要通過橋聯(lián)寶貝作用抑制 粘±顆粒分散，二者配合能協(xié)同增強胺基娃醇的抑制性能，有效提高體系抑制地層粘±礦 物的水化造漿作用；降濾失劑主要通過改善泥餅質(zhì)量來降低體系濾失量，封堵劑主要用于 封堵地層孔隙或微裂縫，二者配合可有效降低體系濾失量，減少濾液對地層的侵入量，減緩 壓力傳遞，提高體系穩(wěn)定井壁的能力。
[0045] 本發(fā)明中娃胺基鉆井液的制備工藝簡單，操作簡便，適于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0046] 下述實施例僅對本發(fā)明作進一步詳細說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0047] 實施例1
[004引娃胺基鉆井液，由W下質(zhì)量百分數(shù)的組分組成：鋼基膨潤±4%，簇甲基纖維素鋼 (CMC)0.2%，水解聚丙締酷胺鐘鹽化PAM)0.3%，有機娃腐植酸鐘0SAM-K 2%，乳化漸青SFT 3%，胺基娃醇抑制劑1 %，化0H 0.2%，BaS化20%，余量為水;其中，胺基娃醇抑制劑的結(jié)構(gòu) 通式見式8,式中Ri為氨，m取0,化中η取0。
[0049] 胺基娃醇抑制劑的制備步驟為：
[0050] 1)在裝有溫度計、分饋柱的Ξ 口燒瓶中加入4mol式4化合物和0.05μπιο1催化劑A (碳載銷），從冷凝器上的恒壓漏斗中滴入式3化合物(3mol)，滴加速度控制在使燒瓶中液溫 維持在85°C左右，約化滴加完畢，然后回流直至幾乎無回流液滴為止，得到式5化合物；
[0051] 2)在裝有直形冷凝器（內(nèi)填有瓷環(huán))-恒壓漏斗、溫度計和化插底管的四口燒瓶中， 投入2.5mol式5化合物，加熱至60°C，再滴加甲醇(5mol)，鼓泡趕酸，滴丸后不斷攬拌維持正 ?；亓?，測定氯含量為25%判定反應(yīng)終點，得到式6化合物；
[0052] 3)胺化反應(yīng)對溫度、壓力有明確要求，因此該步反應(yīng)需在高溫高壓反應(yīng)蓋中進行， 反應(yīng)前，先在反應(yīng)蓋中加入l.