专利名称：一种钻井液用抑制剂及其制备方法
技术领域：
本申请涉及一种抑制剂，更具体地说，涉及一种钻井液用抑制剂及其制备方法。
背景技术：
钻井液是指油气钻井过程中以其多功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，俗称“泥浆”。钻井液的基本功能有:(I)携带和悬浮钻屑；(2)稳定井壁和平衡地层压力；(3)冷却和润滑钻头钻具；(4)传递水动力。根据配制钻井液所用的基液，钻井液可分为水基钻井液和油基钻井液。钻井液的抑制性能对钻井工作影响很大。特别是在钻探泥页岩等粘土含量高、易水化地层中，钻井液抑制能力的好坏直接影响钻屑的膨胀和分散、井壁稳定、作业安全等问题。由于影响钻井液抑制能力的主要可调节因素是钻井液抑制剂的选择与使用。所以钻井液抑制剂的性能对于钻井液体系的性能至关重要。钻井液用抑制剂的选择应满足以下基本要求:(I)抑制剂必须能抑制钻屑水化膨胀；(2)应与基浆有良好的相容性，对钻井液的流变性和滤失性不产生不良影响；(3)不降低岩石破碎的效率；(4)具有良好的热稳定性和耐寒稳定性；(5)不腐蚀金属，不损坏密封材料；(6)不污染环境，易于生物降解，价格合理，且来源充足。目前市场上使用的钻井液用抑制剂以水溶液为基液，复配各种协同增效剂来制成。部分专利涉及了钻井液用抑制剂及其制备方法。中国专利CN101717622.A公开了一种钻井液用润滑抑制剂及其制备方法与含有所述钻井液用润滑抑制剂的钻井液。该申请涉及一种含有甲基葡萄糖苷类化合物的钻井液用润滑抑制剂以及这种钻井液用润滑抑制剂的制备方法与含有所述钻井液用润滑抑制剂的钻井液。中国专利CN102408883A公开了一种钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂的制备方法，包括以下步骤:1)室温下将80 120份(重量份)低分子量的聚合醇、20 40份胺化试剂和12 20份金属催化剂置于反应釜中，通氢气加压到2.4 2.6MPa ;2)在40 60min内升温至220 240°C，保持3 4h反应时间；3)冷却泄压，过滤除掉金属催化剂，蒸馏脱水；4)将脱水后的产物在O 10°C条件下与高温保护剂和酸性调节剂混合反应均匀，得到钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂。中国专利101311240A公开了一种钻井液用葡萄糖酸盐抑制剂及其制备方法。将水和淀粉按1:0.01 2的重量比混合，加入适量催化剂进行水解，再加入氧化剂氧化后用碱性处理剂调节获得该产品。中国专利CN201110356922.2涉及了一种钻井液用聚胺抑制剂及其制备方法；将起始剂和敷酸剂置于反应釜中，在常压和氮气保护下，向反应釜中滴加磺酰化剂，进行磺酯化反应，反应时间为10 12小时，磺酯化温度为O 30°C，将反应物过滤，将滤液溶于水中，待静止分相后，取下层液体，减压蒸馏去除水，得端磺基酯化物；将端磺基酯化物滴加到装有胺化剂和沉淀剂的反应釜中进行胺化反应，反应2 3小时，胺化反应为70 90°C，将产物过滤，减压蒸馏脱出溶剂，得聚胺抑制剂。中国专利CN101531888A公开了一种钻井液用页岩抑制剂及其制备方法，钻井液用抑制剂由水、聚氧乙烯醚二胺、质子酸、品质改性剂组成，质子酸为磷酸、氨基磺酸、乙酸、盐酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物，品质改性剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、一缩二乙二醇中的一种或其中任意两种的混合物。在制备过程中，在10 50份水中加入20 30份聚氧乙烯醚二胺，然后在搅拌下缓慢滴加5 20份质子酸，加完后在70°C下搅拌反应2小时。最后加入10 25份品质改性剂，搅拌均匀即得钻井液用页岩抑制剂产品O中国专利CN1786102A公开了一种钻井液用聚合醇润滑抑制剂及其应用，包括起润滑作用的聚合醇A和起抑制作用的聚合醇B，其中聚合醇A的重量百分比为I 50%，聚合醇B的重量百分比为50 99%，润滑抑制剂适用于淡水或盐水或饱和盐水钻井液，其占钻井液重量的I 10%。中国专利CN1616589A涉及一种钻井液用抑制剂，特别是一种钻井液用钾钙复合离子抑制剂。该申请提供的钻井液用钾钙复合离子抑制剂主要由碳酸钾、氧化钙和至少一种反絮凝剂经过化学反应而成，其中反絮凝剂包括木质素类化合物、木质素类络合物或腐殖酸。上述专利中，部分产品会对钻井施工中后续固井作业质量产生不利影响；部分产品低温稳定性较差，在寒冷地区的冬季使用受到限制；有的产品含有芳香族化合物或含共轭双键化合物，会影响测井解释和储层发现；有的产品生物降解困难，会对环境造成伤害。因此，需要开发一种环境友好、低温稳定，并且不影响固井和测井作业质量的钻井液用抑制剂。
发明内容
本申请的目的是提供一种 钻井液用抑制剂。本申请的另一个目的是提供制备上述钻井液用抑制剂的方法。本申请的又一个目的是提供上述抑制剂在配制钻探油气井用的水基钻进液中的应用。具体地，本申请提供了一种钻井液用抑制剂，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水5-60份；多元醇5-50份；有机胺5-30份；有机盐10-70份。在一些实施方式中，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水5-40份；多元醇5-40份；有机胺5-20份；有机盐30-70份。在一些实施方式中，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水10-30份；多元醇10-30份；有机胺5-10份；有机盐50-70份。在一些实施方式中，所述水可选自淡水、海水或盐水。盐水可以是氯化钠、氯化钾、氯化钙或其组合的水溶液，该氯化钠、氯化钾、氯化钙或其组合在水溶液中的质量分数为1%至饱和。优选地，所述水为淡水。在一些实施方式中，所述多元醇可选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇、丁四醇或季戊四醇中的一种或多种。
优选地，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一种或多种。在一些实施方式中，所述有机胺选自环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物、多乙烯多胺、或二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的二元共聚物中的一种或多种。优选地，所述有机胺可以选自环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物或环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物中的一种或多种。在一些实施方式中，所述有机盐可以选自甲酸盐、乙酸盐、葡萄糖酸盐中的一种或多种。盐的金属离子优选碱金属兀素。优选地，所述有机盐可以选自甲酸钾、甲酸钠、乙酸钾或乙酸钠中的一种或多种。本申请还提供了一种制备上述抑制剂的方法，所述方法包括:
将上述重量份数的各原料混合得到混合物； 剪切乳化该混合物。优选地,所述方法包括:将上述重量份数的各原料混合得到混合物；在30-50 V下剪切乳化该混合物，持续20 240分钟。本申请还提供了一种制备上述抑制剂的方法，所述方法包括:混合上述重量份数的多元醇和有机胺，并使多元醇和有机胺混合均匀，得到混合物I ;混合上述重量份数的水和有机盐，并使水和有机盐混合均匀，得到混合物2 ；混合混合物I和混合物2，并进行剪切乳化。优选地,所述方法包括:混合上述重量份数的多元醇和有机胺，并使多元醇和有机胺完全相互溶解，得到混合物I ;混合上述重量份数的水和有机盐，并使水和有机盐混合均匀，得到混合物2 ；在温度30-50°C的条件下混合混合物I和混合物2，并剪切乳化30-180分钟。本申请的钻井液用抑制剂为透明溶液，无色、无味，所含多元醇、有机胺、有机盐稳定溶解在水相中，稳定时间超过6个月。本申请的钻井液用抑制剂在加入水基钻井液中时，无需搅拌，即能均匀地分散。在钻井过程中，抑制剂能够有效抑制地层矿物的水化膨胀、水化分散，因此能够有效维持地层井壁稳定，极大地提闻了钻井液抑制性能。本申请的钻井液用抑制剂选用无毒、无味、易生物降解的原料制备而成，绿色环保，符合钻井液用抑制剂的选择要求。本申请的钻井液用抑制剂可用于多种油田常用的水基钻井液体系中，例如淡水钻井液、盐水钻井液和海水钻井液。在油田现场使用时，本申请中的钻井用抑制剂以使用重量为泥浆总体积的1% 5%的抑制剂用量使用，就能起到抑制作用。因此，本申请的钻井液用抑制剂是一种可生物降解的环境友好型抑制剂，其在应用于水基钻井液时，能够有效抑制地层矿物的水化膨胀、水化分散，能够有效维持地层井壁稳定，极大地提闻了钻井液抑制性能。
具体实施例方式下面通过实施例来描述本发明的实施方式，本领域的技术人员应当认识到，这些具体的实施例仅表明为了达到本发明的目的而选择的实施技术方案，并不是对技术方案的限制。根据本发明的教导，结合现有技术对本发明技术方案的改进是显然的，均属于本申请保护的范围。以下实施例中采用的原料均可由市售获得。钻井液用抑制剂配方及制备实施例1-10所用到的原料及其重量份数如下表所示。
权利要求
1.一种钻井液用抑制剂，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水5-60份；多元醇5-50份；有机胺5-30份；有机盐10-70份。
2.根据权利要求1所述的抑制剂，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水5-40份；多元醇5-40份；有机胺5-20份；有机盐30-70份。
3.根据权利要求1所述的抑制剂，所述抑制剂包括如下重量份数的原料:水10-30份；多元醇10-30份；有机胺5-10份；有机盐50-70份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的抑制剂，其中，所述水选自淡水、海水或盐水。
5.根据权利要求4所述的抑制剂，其中，所述盐水为氯化钠、氯化钾、氯化钙或其组合的水溶液，氯化钠、氯化钾、氯化钙或其组合在水溶液中的质量分数为1%至饱和，优选地，所述水为淡水。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的抑制剂，其中，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、丁三醇、丁四醇或季戊四醇中的一种或多种，优选地，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的抑制剂，其中，所述有机胺选自环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物、多乙烯多胺、或二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的二元共聚物中的一种或多种，优选地，所述有机胺选自环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物或环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求1-3中任一项 所述的抑制剂，其中，所述有机盐选自甲酸盐、乙酸盐、葡萄糖酸盐中的一种或多种，优选地，所述有机盐选自甲酸钾、甲酸钠、乙酸钾或乙酸钠中的一种或多种。
9.一种制备权利要求1-8中任一项所述的抑制剂的方法，所述方法包括: 将所述重量份数的各原料混合得到混合物； 剪切乳化所述混合物，优选地，在30-50°C下剪切乳化所述混合物，持续20 240分钟。
10.一种制备权利要求1-8中任一项所述的抑制剂的方法，所述方法包括: 混合所述重量份数的多元醇和有机胺，并使所述多元醇和所述有机胺混合均匀，得到混合物I; 混合所述重量份数的水和有机盐，并使水和所述有机盐混合均匀，得到混合物2 ； 混合所述混合物I和所述混合物2，并进行剪切乳化，优选地，在温度30-50°C的条件下混合混合物I和混合物2，并剪切乳化30-180分钟。
11.权利要求1-8中任一项所述的抑制剂在配制钻探油气井用的水基钻井液中的应用。
12.如权利要求11所述的应用，其中所述抑制剂的使用重量为泥浆总体积的1% 5%。
全文摘要
一种钻井液用抑制剂，其中所述抑制剂包括如下重量份数的原料水5-60份；多元醇5-50份；有机胺5-30份；有机盐10-70份。本申请的钻井液用抑制剂是一种可生物降解的环境友好型抑制剂，其在应用于水基钻井液时，能够有效抑制地层矿物的水化膨胀、水化分散，能够有效维持地层井壁稳定，极大地提高了钻井液抑制性能。
文档编号C09K8/035GK103113861SQ20131006699
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者孙强, 胡进军, 夏小春, 冀腾, 耿铁, 李自立, 项涛 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司