一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其步骤如下：a、分别选用煤油和洁净水作为基准液，抑制剂水溶液作为待测液；b、将膨润土烘热后冷却，分别选取煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入膨润土，搅拌后分别装入三个高温罐；c、将三个高温罐放入滚子炉加热滚动后冷却至常温，倒入高搅杯再次搅拌；d、分别从三个高搅杯的混合液中抽取液体至离心管进行离心处理，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液；e、根据实验结果，膨胀抑制率以PY表示：PY=（V水?V液）/（V水?V油）*100%。本方法具有操作简便、结果准确、重复性高的优点。
【专利说明】
一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法
技术领域
[0001]本发明涉及石油天然气钻井技术领域，确切地说涉及一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法。
【背景技术】
[0002]对于页岩气水基钻井液，防止水平段页岩垮塌的关键是抑制泥页岩的水化膨胀，因此需对选用的抑制剂的泥页岩水化膨胀抑制能力进行一个综合评价。目前钻井液的抑制评价方法很多，如岩肩回收率法、高温高压膨胀仪法、激光粒度法、CTS测定法等。
[0003]如作者为赵建刚、孙鹏、王琪、陈延滨、吴迪等于2013年在刊名为《钻井液与完井液》的期刊上发表了一篇题名为“页岩膨胀抑制剂测试方法研究”的论文，其刊载在2013年第4期上。其主要内容是:针对在页岩膨胀抑制剂抑制性能测试评价过程中，测试结果重复性和平行性差的难题，对照现有标准实验方法，在样品压制过程中应用不同压力，通过应用求取膨胀量平均误差的方法，对一系列实验数据进行了分析和对比。实验结果表明，样品压制过程中所加压力的大小和作用时间长短显著影响实验结果的重复性和平行性。最后提出了对现有页岩膨胀量标准测试方法进行改进的建议，以期建立一套更加科学、合理的实验方法。
[0004]但这些测试方法都存在一定的局限性和不足，岩肩回收法测定的主要是包被抑制钻肩防止其水化分散能力，高温高压膨胀仪法和激光粒度法需要配备特定的测试仪器，无法普及，CTS测定法的重复性较差。因此，需要对抑制性能的评价方法进行改进和补充，建立一种新的钻井液用泥页岩抑制剂评价方法。
【发明内容】
[0005]本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，本方法具有操作简便、结果准确、重复性高的优点。
[0006]本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于步骤如下:
a、分别选用煤油和洁净水作为基准液，抑制剂水溶液作为待测液；
b、将膨润土烘热后冷却，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，搅拌后分别装入三个高温罐；
C、将三个高温罐放入滚子炉加热滚动后冷却至常温，倒入高搅杯再次搅拌；
d、分别从三个高搅杯的混合液中抽取出1ml液体至离心管进行离心处理，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液；
e、根据实验结果，膨胀抑制率以PY表示:
PY= (V7X-V*) / (V水-V油)* 100% O
[0007]所述b步骤更具体的是:b、将膨润土在IlOtC烘箱中放置4h，在烘箱中冷却至常温，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，用llOOOr/min的高速搅拌器搅拌30min，分别装入三个高温罐。
[0008]所述c步骤更具体的是:C、将三个高温罐放入滚子炉120°C滚动16小时，冷却至常温，倒入高搅杯再次用11000r/min的高速搅拌器搅拌30min。保证搅拌均勾；
所述的d步骤更具体的是:d、分别从三个高搅杯的均匀混合液中抽取出1ml液体至离心管，在离心机中用3000r/min的转速进行离心分离15min，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液。
[0009]所述的抑制剂是通过低分子量的胺类化合物与杂环化合物在设定条件下反应合成，所述的胺类化合物为三乙烯四胺、氢氧化三甲乙胺、甲乙胺、三甲基六甲撑二胺中的一种，所述的杂环化合物为I，2_环氧丙烷或2，3_环氧丁烷或I，3_环氧丁烷，所述设定条件为碱金属作催化剂，反应温度为80-100°C ;所述胺类化合物与杂环化合物的加料摩尔比为1:2.5;胺类化合物与碱金属催化剂质量比为1200:1。
[0010]所述的碱金属化合物是指氢氧化钾或氢氧化钠。
[0011]与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下:
1、采用本方法所说的1-e步骤对抑制剂进行评价，操作过程简单、实验仪器为实验室常规设备仪器;评价方法重复性好，经评价吻合度超95%。
[0012]2、采用本方法所说的步骤b、c和d中的具体控制参数，如取样体积、高搅速率与时间、滚动温度和时间、烘干温度及时间等，能更好地配合钻井液试验仪器设备。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其步骤如下:
a、分别选用煤油和洁净水作为基准液，抑制剂水溶液作为待测液；
b、将膨润土烘热后冷却，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，搅拌后分别装入三个高温罐；
C、将三个高温罐放入滚子炉加热滚动后冷却至常温，倒入高搅杯再次搅拌；
d、分别从三个高搅杯的混合液中抽取出1ml液体至离心管进行离心处理，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液；
e、根据实验结果，膨胀抑制率以PY表示:
PY= (V7X-Vs) / (V水-V油)* 100% O
[0014]采用上述步骤，可对目前常规使用的抑制剂进行评价。
[0015]实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其步骤如下:
a、分别选用煤油和洁净水作为基准液，抑制剂水溶液作为待测液；
b、将膨润土在110°C烘箱中放置4h，在烘箱中冷却至常温，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，用I 100r/min的高速搅拌器搅拌30min，分别装入三个高温罐；
C、将三个高温罐放入滚子炉120 °C滚动16小时，冷却至常温，倒入高搅杯再次用110001'/111；[11的高速搅拌器搅拌30111；[11;保证搅拌均勾； d、分别从三个高搅杯的均勾混合液中抽取出1ml液体至离心管，在离心机中用3000r/min的转速进行离心分离15min，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为
e、根据实验结果，膨胀抑制率以PY表示:
PY= (V7X-Vs) / (V水-V油)* 100% O
[0016]在本例中，所采用的抑制剂是通过低分子量的胺类化合物与杂环化合物在设定条件下反应合成，所述的胺类化合物为三乙烯四胺、氢氧化三甲乙胺、甲乙胺、三甲基六甲撑二胺中的一种，所述的杂环化合物为I，2_环氧丙烷或2，3_环氧丁烷或I，3_环氧丁烷，所述设定条件为碱金属作催化剂，反应温度为80-100°C ;所述胺类化合物与杂环化合物的加料摩尔比为1: 2.5;胺类化合物与碱金属催化剂质量比为1200:1。所述的碱金属化合物是指氢氧化钾或氢氧化钠。
[0017]所述的抑制剂的制备具体步骤是:
(I)反应釜内加入胺类化合物，逐渐升温;胺类化合物流变性增强；
(2 )碱金属催化剂用去离子水配成浓度为10%的水溶液，均匀加入反应釜内，与胺类化合物搅拌混合均匀；
(3)加温至85°C后恒温，均匀加入杂环化合物，控制反应釜温度不超过100°C，混合均匀后保持恒温继续反应2h，待物料由浑浊变为完全透明，表明聚合反应完成，降温出料，得到页岩聚胺类抑制剂。
【主权项】
1.一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于步骤如下: a、分别选用煤油和洁净水作为基准液，抑制剂水溶液作为待测液； b、将膨润土烘热后冷却，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，搅拌后分别装入三个高温罐； c、将三个高温罐放入滚子炉加热滚动后冷却至常温，倒入高搅杯再次搅拌； d、分别从三个高搅杯的混合液中抽取出1ml液体至离心管进行离心处理，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液； e、根据实验结果，膨胀抑制率以PY表示:PY= (V7X-Vs) / (V水-V油)* 100%。2.根据权利要求1所述的一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于:所述b步骤更具体的是:b、将膨润土在110°C烘箱中放置4h，在烘箱中冷却至常温，分别选取200ml的煤油基准液、水基准液和待测液加入三个高搅杯，再向每个搅拌杯中分别加入20g膨润土，用11000r/min的高速搅拌器搅拌30min，分别装入三个高温罐。3.根据权利要求1所述的一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于:所述c步骤更具体的是:c、将三个高温罐放入滚子炉120°C滚动16小时，冷却至常温，倒入高搅杯再次用11000r/min的高速搅拌器搅拌30min。4.根据权利要求1所述的一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于:所述的d步骤更具体的是:d、分别从三个高搅杯的均匀混合液中抽取出1ml液体至离心管，在离心机中用3000r/min的转速进行离心分离15min，分别读取三个离心管中膨润土的体积，其中在水中体积为V水，煤油中为V油，待测液为V液。5.根据权利要求1所述的一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于:所述的抑制剂是通过低分子量的胺类化合物与杂环化合物在设定条件下反应合成，所述的胺类化合物为三乙烯四胺、氢氧化三甲乙胺、甲乙胺、三甲基六甲撑二胺中的一种，所述的杂环化合物为I，2-环氧丙烷或2，3-环氧丁烷或I，3-环氧丁烷，所述设定条件为碱金属作催化剂，反应温度为80-100°C ;所述胺类化合物与杂环化合物的加料摩尔比为1: 2.5;胺类化合物与碱金属催化剂质量比为1200:1。6.根据权利要求1所述的一种钻井液用泥页岩抑制剂的评价方法，其特征在于:所述的碱金属化合物是指氢氧化钾或氢氧化钠。
【文档编号】G01N25/16GK106093107SQ201610531463
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】王亮, 颜娟, 杨野, 蒋羿黎, 欧猛, 陈子涵
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司