一种硅胺基钻井液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种娃胺基钻井液，同时还设及该钻井液的制备方法，属于资源勘探 及石油开采技术领域。
【背景技术】
[0002] 泥页岩地层占所钻总地层的70%，而90% W上的井塌发生在泥页岩地层，其中硬 脆性泥页岩地层约占 Ξ分之二，软泥页岩地层约占 Ξ分之一。软泥页岩为高含蒙脱石的泥 页岩，硬脆性泥页岩是W伊利石、伊蒙混层为主，二者的组成不同，则微观结构及其失稳机 理也不相同。若上部地层中蒙脱石含量高，则地层造浆易破坏钻井液性能，且蒙脱石水化膨 胀易造成地层巧塌，压力增大将导致井壁跨塌。若下部地层中伊利石、伊蒙混层含量高，贝U 微裂缝发育易引起硬脆性剥落掉块。
[0003] 国内油田从70年代开始，先后使用细分散钻井液体系、粗分散钻井液体系(巧处理 体系）。80年代初期研究使用聚合物钻井液体系，最初使用单一的PAM，但失水大、泥饼虚，后 来使用"双聚"钻井液即聚丙締酷胺-聚丙締腊，泥页岩抑制性能得到提升，但泥浆排量仍较 大。80年代中期实验并推广应用阴离子聚合物PAC系列钻井液，抑制性能进一步提升，且钻 井液性能稳定，受地层造浆影响较小，地层造浆外排泥浆量逐渐减少。90年代初期，又推广 应用了抑制性更强的两性离子聚合物钻井液，加上固控设备更新换代，固相控制能力大大 加强，地层造浆进一步得到控制。近年来，聚胺在全国各油田现场试验，在泌页2HF、张店等 油田均取得良好效果。单从抑制性上看，目前聚胺的抑制性最强，但性价比略有不足，一是 部分聚胺产品起泡严重，影响泥浆累上水，二是其絮凝强度高，滤失量大，需增加降滤失剂 用量，Ξ是价格高，推广应用受到限制。
[0004] 公告号CN 102391842B的发明专利公开了一种聚胺钻井液，主要包含W下质量百 分含量的组分:页岩抑制剂0.1 %~5%、降滤失剂0.1 %~5%、包被剂0.1 %~5%、润滑剂 0.1%~5%、增粘剂0~5%、封堵剂0~5%、配浆±1%~10%。其中页岩抑制剂为聚胺类物 质，数均分子量为100~1000,通式如下：
[0005]
[0006] 式1中，Ri、R2分别为包含支链或直链的脂肪族C2~C4基团，m+n取2~23中任意整 数;式帥，R为氨、或者包含支链或直链的脂肪族Cl~Cl遽团，ri、r2、r3分别为氨、包含支链 或直链的脂肪族Cl~Cio基团、或者包含1~15个环氧乙烧或环氧丙烷链节的径烷基基团。该 钻井液的流变性和抗高溫性能良好，能有效抑制膨润±水化膨胀和水化分散，适用于高水 敏、高粘±含量油气藏。然而现场应用中该钻井液的絮凝能力过强，流变性不易调控，且抗 污染能力较弱，泥页岩抑制性能还有待进一步提高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种具优异流变性和泥页岩抑制性能的娃胺基钻井液。
[000引同时，本发明还提供一种娃胺基钻井液的制备方法，其制备工艺简单、操作简便。
[0009] 为了实现W上目的，本发明所采用的技术方案是：
[0010] 娃胺基钻井液，包括W下质量百分数的组分:钢基膨润±2%~5%，增粘剂0.1% ~0.3 %，包被剂0.1 %~0.5 %，降滤失剂0.5 %~2%，封堵剂1 %~5%，胺基娃醇抑制剂 0.5%~1.5%。
[0011] 娃胺基钻井液还包括pH调节剂、加重剂等，pH调节剂如化0H的用量为0.1 %~ 0.5%，加重剂如BaS〇4的用量W最终调节泥浆的密度衡定，用量在20%~50%之间，介质为 水。
[0012] 所述胺基娃醇抑制剂(HAS)是硅烷类物质，结构通式如下：
[0013]
[0014] 式8中：?为氨、径基、苯径基、1~5个碳的烷基（如甲基、乙基）或者1~5个碳的烧 氧基（如甲氧基、乙氧基）；m取0~2中任一整数;R2为
η取0~3中 任一整数;η优选为2。
[0015] 所述胺基娃醇抑制剂的制备步骤如下：
[0016] 1)取式3化合物、式4化合物和催化剂Α，在溫度80~90°C下回流反应6~化，得到式 5化合物；
[0017] 反应方程式如下：
[001 引
[0019] 2)取式5化合物和甲醇，惰性气氛中，在溫度60~90°C下反应2~化，得到式6化合 物；
[0020] 反应方程式如下：
[0021]
[0022] 3)取式6化合物、多乙締多胺和催化剂B，惰性气氛中，在溫度200~220°C、压力6.0 ~7.0MPa下反应10~14h，再回流反应3~7h，冷却，得到式7化合物；
[0023] 反应方程式如下：
[0024]
[00巧]4)取式7化合物和水，在溫度75~85 °C下反应2~4h，冷却、过滤，得到式8化合物， 即胺基娃醇抑制剂；
[00%] 反应方程式如下：
[0027]
[002引上述式3~式7中：Ri为氨、径基、苯径基、1~5个碳的烷基（如甲基、乙基)或者1~5 个碳的烷氧基(如甲氧基、乙氧基）;m取0~2中任一整数;化为
η 取0~3中任一整数;η优选为2。
[0029] 步骤1)中式3化合物、式4化合物的摩尔比为1.0~1.5:0.8~2.0。
[0030] 步骤1)中催化剂A为氯销酸或碳载销，用量为催化量的，如式3化合物取3~5mol， 催化剂A取0.05~0. ΙμL?οΙ即可。
[0031] 步骤2)中式5化合物与甲醇的摩尔比为1.1~2.5:1.5~2.5。
[0032] 步骤2)中惰性气氛可采用氮气、氮气气氛等。
[0033] 步骤3)中式6化合物、多乙締多胺的摩尔比为1.0~2.5:1.2~2.8。
[0034] 步骤3)中催化剂Β为Pt-N(C2也)络合物催化剂或C祖i8〇PtSi2,用量为催化量的，如 式6化合物取1~3.5mol，催化剂B取2~6皿〇1即可。
[0035] 步骤3)中惰性气氛可采用氮气、氮气气氛等。
[0036] 步骤4)中式7化合物与水的质量比为1:2。
[0037] 所述增粘剂可采用本领域常规增粘剂如80A51、聚阴离子纤维素、簇甲基纤维素钢 等;优选簇甲基纤维素钢。
[0038] 所述包被剂可采用本领域常规包被剂如两性离子聚合物包被剂FA367、聚合物包 被剂PAC141、水解聚丙締酷胺钟盐化PAM，如购自河南金马石油科技有限公司）、丙締酷胺- 丙締腊共聚物(如PMHA-2,购自河南金马石油科技有限公司）等中的一种或多种。
[0039] 所述降滤失剂可选自横化褐煤树脂、横化酪醒树脂、双聚锭盐(如SHN-1，购自河南 金马石油科技有限公司）、有机娃腐植酸钟(如0SAM-K，购自河南金马石油科技有限公司）等 中的一种或多种。
[0040]所述封堵剂可选自乳化渐青(如SFT，购自河南金马石油科技有限公司）、阳离子渐 青粉(如WFT-1，购自河南金马石油科技有限公司）、乳化石蜡(如化-虹，购自河南金马石油 科技有限公司）等中的一种或多种。
[0041 ]娃胺基钻井液的制备方法，包括W下步骤:按照质量百分数准确取各组分，混匀， 即得。
[0042] 优选的，娃胺基钻井液的制备步骤如下：按照质量百分数准确取各组分，先将钢基 膨润±加入水中，混匀后于22~28°C下密闭养护20~2她，加入pH调节剂，混匀后加入包被 剂和增粘剂，混匀，再加入降滤失剂和封堵剂，混匀后加入胺基娃醇抑制剂，混匀，最后加入 加重剂至所需泥浆密度，混匀，即得。
[0043] 本发明的有益效果：
[0044] 本发明采用胺基娃醇作为泥页岩抑制剂，其对粘±水化分散行为具有较强的抑制 能力，由此复配得到的钻井液能有效抑制粘±造浆，同时还具有优异的流变性，且滤失量较 小，有利于对储层形成保护，可满足钻井作业要求。在该钻井液体系中，增粘剂主要用于提 高体系粘度，调节体系的流变性W满足工程施工需求，包被剂主要通过桥联宝贝作用抑制 粘±颗粒分散，二者配合能协同增强胺基娃醇的抑制性能，有效提高体系抑制地层粘±矿 物的水化造浆作用；降滤失剂主要通过改善泥饼质量来降低体系滤失量，封堵剂主要用于 封堵地层孔隙或微裂缝，二者配合可有效降低体系滤失量，减少滤液对地层的侵入量，减缓 压力传递，提高体系稳定井壁的能力。
[0045] 本发明中娃胺基钻井液的制备工艺简单，操作简便，适于工业化生产应用。
【具体实施方式】
[0046] 下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
[0047] 实施例1
[004引娃胺基钻井液，由W下质量百分数的组分组成：钢基膨润±4%，簇甲基纤维素钢 (CMC)0.2%，水解聚丙締酷胺钟盐化PAM)0.3%，有机娃腐植酸钟0SAM-K 2%，乳化渐青SFT 3%，胺基娃醇抑制剂1 %，化0H 0.2%，BaS化20%，余量为水;其中，胺基娃醇抑制剂的结构 通式见式8,式中Ri为氨，m取0,化中η取0。
[0049] 胺基娃醇抑制剂的制备步骤为：
[0050] 1)在装有溫度计、分馈柱的Ξ 口烧瓶中加入4mol式4化合物和0.05μπιο1催化剂A (碳载销），从冷凝器上的恒压漏斗中滴入式3化合物(3mol)，滴加速度控制在使烧瓶中液溫 维持在85°C左右，约化滴加完毕，然后回流直至几乎无回流液滴为止，得到式5化合物；
[0051] 2)在装有直形冷凝器（内填有瓷环)-恒压漏斗、溫度计和化插底管的四口烧瓶中， 投入2.5mol式5化合物，加热至60°C，再滴加甲醇(5mol)，鼓泡赶酸，滴丸后不断揽拌维持正 常回流，测定氯含量为25%判定反应终点，得到式6化合物；
[0052] 3)胺化反应对溫度、压力有明确要求，因此该步反应需在高溫高压反应蓋中进行， 反应前，先在反应蓋中加入l.