一种阳离子泥页岩抑制剂、制备方法和用途与流程

本发明涉及一种阳离子泥页岩抑制剂、制备方法和用途。

背景技术：

1、川渝地区地层特点:上部地层主要是白垩系和侏罗系的红色地层(又称“红层”)，埋藏深度473～2678米不等，约占钻井进尺的1/4～1/2。“红层”以泥岩、页岩和砂岩为主如白垩系、朱罗系(蓬莱镇组、遂宁组、沙溪庙组、自流井群)。岩性分析表明：粘土矿物中伊利石含量20～64％，伊蒙混层含量18～76％，混层比为15～54％s，cec值2.0～10.9g/100g土，膨胀性0.019～2.16％，粘土矿物以伊利石和伊蒙混层为主，且伊蒙混层混层比值较大，属中～低活性。

2、在部分地区钻进为了满足井壁稳定，常常加入氯化钾等无机盐，该体系虽然能暂时满足安全钻进的目的，但是，研究表明kcl对粘土的抑制能力是短期的，同时存在一定的弊病。首先，由于加入了氯化钾，造成钻井污水中氯离子含量高，处理困难，污染环境；其次，加入氯化钾造成钻井液滤失量增加，增加钻井液降滤失剂用量，造成钻井液成本上升。

3、目前国内外主要观点认为，在钻井液中加入高分子抑制剂辅以无机盐是对泥页岩水化、膨胀、分散进行抑制的重要方式，为此，开发一种环保型阳离子泥页岩抑制剂具有较好的技术效益和社会效益。

4、综合目前页岩抑制剂发展状况得知，国外的泥页岩抑制剂主要以有机聚合物为主，部分采用无机盐；国外的泥页岩抑制剂环保性好，加量少，页岩抑制效果比较好。国内的泥页岩抑制剂主要采用无机盐(氯化钾、钙盐、氯化钠等)、有机小阳离子、聚合物、聚合醇类、有机硅类处理剂等；国内的泥、页岩抑制剂环保性较差，加量很大。

技术实现思路

1、为解决现有的页岩抑制剂采用无机盐做原料导致环保性差的技术问题，本发明实施例提供一种阳离子泥页岩抑制剂、制备方法和用途。

2、本发明实施例通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本发明实施例提供一种阳离子泥页岩抑制剂，所述阳离子泥页岩抑制剂的制备原料包括如下组份：四乙烯五胺和环氧氯丙烷。

4、进一步的，所述阳离子泥页岩抑制剂的制备原料还包括清水。

5、进一步的，由如下重量百分比的组份制成：

6、清水49.5％-50.5％、四乙烯五胺33％-33.5％和环氧氯丙烷16.5％-17.0％。

7、第二方面，本发明实施例提供一种所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，包括：

8、将四乙烯五胺和清水混匀，得到第一溶液；

9、在搅拌条件下，向所述第一溶液中加入环氧氯丙烷混匀，恒温聚合反应后，得到阳离子泥页岩抑制剂。

10、进一步的，所述环氧氯丙烷加入第一溶液时，第一溶液的温度为40℃以下。

11、进一步的，所述恒温聚合反应的温度为50℃～55℃。

12、进一步的，所述恒温聚合反应的反应时间为50min-70min。

13、进一步的，所述将四乙烯五胺和清水混匀，得到第一溶液；包括：

14、将四乙烯五胺和清水于反应釜中混匀，得到第一溶液。

15、进一步的，在搅拌条件下，向所述第一溶液中加入环氧氯丙烷混匀，恒温聚合反应后，得到阳离子泥页岩抑制剂；包括：

16、在环氧氯丙烷加入第一溶液之前，向反应釜的夹套中通入冷却水。

17、第三方面，本发明实施例提供一种所述阳离子泥页岩抑制剂或所述制备方法制备得到的阳离子泥页岩抑制剂用于抑制泥页岩水化、分散，增强钻井液抑制能力和稳定井壁的用途。

18、本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

19、本发明实施例的一种阳离子泥页岩抑制剂、制备方法和用途，通过四乙烯五胺和环氧氯丙烷制成的阳离子泥页岩抑制剂，避免了现有的页岩抑制剂采用无机盐做原料导致环保性差的问题，本发明实施例的阳离子泥页岩抑制剂优于氯化钾等无机盐同类产品，具有良好的抑制泥页岩水化分散的能力，可用于抑制泥页岩水化、分散，增强钻井液抑制能力和稳定井壁使用。

技术特征：

1.一种阳离子泥页岩抑制剂，其特征在于，所述阳离子泥页岩抑制剂的制备原料包括如下组份：四乙烯五胺和环氧氯丙烷。

2.如权利要求1所述阳离子泥页岩抑制剂，其特征在于，所述阳离子泥页岩抑制剂的制备原料还包括清水。

3.如权利要求1或2所述阳离子泥页岩抑制剂，其特征在于，由如下重量百分比的组份制成：

4.一种权利要求1-3任意一项所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，包括：

5.如权利要求4所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，所述环氧氯丙烷加入第一溶液时，第一溶液的温度为40℃以下。

6.如权利要求4或5所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，所述恒温聚合反应的温度为50℃～55℃。

7.如权利要求6所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，所述恒温聚合反应的反应时间为50min-70min。

8.如权利要求4所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，所述将四乙烯五胺和清水混匀，得到第一溶液；包括：

9.如权利要求8所述阳离子泥页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，在搅拌条件下，向所述第一溶液中加入环氧氯丙烷混匀，恒温聚合反应后，得到阳离子泥页岩抑制剂；包括：

10.权利要求1-3任意一项所述阳离子泥页岩抑制剂或权利要求4-9任意一项所述制备方法制备得到的阳离子泥页岩抑制剂用于抑制泥页岩水化、分散，增强钻井液抑制能力和稳定井壁的用途。

技术总结
为解决现有的页岩抑制剂采用无机盐做原料导致环保性差的技术问题，本发明实施例提供一种阳离子泥页岩抑制剂、制备方法和用途；所述阳离子泥页岩抑制剂的制备原料包括如下组份：四乙烯五胺和环氧氯丙烷。制备方法包括：将四乙烯五胺和清水混匀，得到第一溶液；在搅拌条件下，向所述第一溶液中加入环氧氯丙烷混匀，恒温聚合反应后，得到阳离子泥页岩抑制剂。阳离子泥页岩抑制剂用于稳定井壁的用途。本发明实施例避免了现有的页岩抑制剂采用无机盐做原料导致环保性差的问题，本发明实施例的阳离子泥页岩抑制剂优于氯化钾等无机盐同类产品，具有良好的抑制泥页岩水化分散的能力，可用于抑制泥页岩水化、分散，增强钻井液抑制能力和稳定井壁使用。

技术研发人员：周代生,刘阳,文窦,张佳寅,张芮,张宇,林强,王智远,周兴钰
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15