一种页岩抑制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于页岩抑制剂领域，尤其涉及一种页岩抑制剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的页岩抑制剂由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。本发明专利技术以包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体作为制备页岩抑制剂的原料，制备得到了具有较好防膨抑制效果的页岩抑制剂。实验结果表明，本发明专利技术提供的页岩抑制剂在页岩膨胀实验中，加量在0.5％时，膨胀率从清水的28.75％降到10.07％，使用效率较高；在岩屑滚动回收率实验中，在120℃时，岩屑滚动回收率高达93％以上，具有很好的抗温性能及抑制性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于页岩抑制剂领域，尤其涉及一种页岩抑制剂及其制备方法和应用。
技术介绍
油气钻探过程中，当钻遇泥页岩地层时，泥页岩的水化膨胀、分散将导致井壁失稳、钻头泥包和井眼净化困难等一系列问题。为解决这些难题，近年来油田科研人员开发出了新型高性能水基钻井液体系。该体系基于“总体抑制”新概念，系统地抑制页岩、黏土和钻屑，从而实现稳定井壁、调节钻井液流性、防止钻屑粘附聚结、降低扭矩和阻力、保护储层，最终提高钻井综合效益，被认为是能够替代油基钻井液的环保型水基钻井液。水基钻井液主要由页岩抑制剂、降滤失剂和增粘剂等组成。其中，页岩抑制剂作为水基钻井液的关键处理剂，其研究已受到钻井液工作者的高度重视，而目前页岩抑制剂的研究重点主要集中在胺类页岩抑制剂上。按照化学结构分类，胺类页岩抑制剂可细分为一价阳离子胺类抑制剂、阳离子化胺类抑制剂和聚合物季铵类抑制剂三大类。相比于一价阳离子胺类抑制剂和阳离子化胺类抑制剂，聚合物季铵类抑制剂的优点在于能提供多个阳离子吸附点，从而长久稳定的吸附到页岩表面，进而使抑制剂具有更好的长效性。常见的聚合物季铵类抑制剂包括聚三乙醇胺甲基季铵、聚阳离子聚亚胺和聚二甲基己二胺氯化铵等，但这些页岩抑制剂普遍存在着使用效率低和抗温能力差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种页岩抑制剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的页岩抑制剂抑制效果好，且抗温能力强。r>本专利技术提供了一种页岩抑制剂，由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。优选的，所述二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的摩尔比为(1～5)：(1～2)：(1～8)。优选的，所述页岩抑制剂包括具有式(I)结构的重复单元：本专利技术提供了一种页岩抑制剂的制备方法，包括以下步骤：a)、二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷在水中进行聚合反应，得到页岩抑制剂。优选的，所述聚合反应的温度为40～80℃。优选的，所述聚合反应的时间为2～8h。优选的，所述二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的摩尔比为(1～5)：(1～2)：(1～8)。优选的，所述步骤a)具体包括：a1)、二乙醇胺、环己胺和水混合，得到胺溶液；a2)、所述胺溶液与环氧卤代丙烷混合进行聚合反应，得到页岩抑制剂。优选的，所述胺溶液中二乙醇胺和环己胺的总含量为7.5～50wt％。本专利技术提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的页岩抑制剂或上述技术方案所述方法制得的页岩抑制剂。与现有技术相比，本专利技术提供了一种页岩抑制剂及其制备方法和应用。本专利技术提供的页岩抑制剂由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。本专利技术以包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体作为制备页岩抑制剂的原料，制备得到了具有较好防膨抑制效果的页岩抑制剂。实验结果表明，本专利技术提供的页岩抑制剂在页岩膨胀实验中，加量在0.5％时，膨胀率从清水的28.75％降到10.07％，使用效率较高；在岩屑滚动回收率实验中，在120℃时，岩屑滚动回收率高达93％以上，具有很好的抗温性能及抑制性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1提供的页岩抑制剂的红外表征谱图；图2是本专利技术实施例5提供的页岩抑制剂加量与抑制效果的关系图；图3是本专利技术实施例6提供的页岩抑制剂的耐碱性实验数据；图4是本专利技术实施例8提供的岩屑滚动回收率实验结果数据图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种页岩抑制剂，由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。本专利技术提供的页岩抑制剂由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。其中，所述环氧卤代丙烷优选为环氧氯丙烷。在本专利技术中，二乙醇胺、环己胺和环氧氯丙烷的结构分别如式(i)～(iii)所示：在本专利技术提供的一个实施例中，单体中所述二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的摩尔比为(1～5)：(1～2)：(2～8)；在本专利技术提供的另一个实施例中，单体中所述二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的摩尔比为(1～3)：1：(1～2)。在本专利技术提供的一个实施例中，所述页岩抑制剂包括具有式(I)结构的重复单元：本专利技术以包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体作为制备页岩抑制剂的原料，制备得到了具有较好防膨抑制效果的页岩抑制剂。将该页岩抑制剂添加到钻井液后，可显著提高钻井液的抗温性能和抑制性能，且对钻井液的其他物化性能(如粘度、降水量等)影响不大。实验结果表明，本专利技术提供的页岩抑制剂在页岩膨胀实验中，加量在0.5％时，膨胀率从清水的28.75％降到10.07％，使用效率较高；在岩屑滚动回收率实验中，在120℃时，岩屑滚动回收率高达93％以上，具有很好的抗温性能及抑制性能。本专利技术提供了一种页岩抑制剂的制备方法，包括以下步骤：a)、二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷在水中进行聚合反应，得到页岩抑制剂。在本专利技术提供的制备方法中，直接将二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷在水中进行聚合反应，即可得到本专利技术提供的页岩抑制剂，该过程具体包括：a1)、二乙醇胺、环己胺和水混合，得到胺溶液；a2)、所述胺溶液与环氧卤代丙烷混合，进行聚合反应，得到页岩抑制剂。在本专利技术提供的上述页岩抑制剂的制备过程中，首先将二乙醇胺、环己胺和水混合，得到胺溶液。其中，所述胺溶液中二乙醇胺和环己胺的总含量优选为7.5～50wt％，更优选为20～40wt％。之后将所述胺溶液与环氧卤代丙烷混合进行聚合反应。其中，所述环氧卤代丙烷与制备所述胺溶液的原料，即环氧卤代丙烷、二乙醇胺和环己胺的摩尔比优选为(1～8)：(1～5)：(1～2)，更优选为(1～2)：(1～3)：1；所述聚合反应的温度优选为40～80℃，更优选为40～60℃；所述聚合反应的时间优选为2～8h，更优选为4～8h。聚合反应结束后，得到页岩抑制剂。本专利技术提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的页岩抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩抑制剂，由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚合而成。

【技术特征摘要】
1.一种页岩抑制剂，由包括二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷的单体聚
合而成。
2.根据权利要求1所述的页岩抑制剂，其特征在于，所述二乙醇胺、环
己胺和环氧卤代丙烷的摩尔比为(1～5)：(1～2)：(1～8)。
3.根据权利要求1所述的页岩抑制剂，其特征在于，所述页岩抑制剂包
括具有式(I)结构的重复单元：
4.一种页岩抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
a)、二乙醇胺、环己胺和环氧卤代丙烷在水中进行聚合反应，得到页岩
抑制剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度
为40～80℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：全红平，黄志宇，张宁康，张太亮，戴姗姗，陈燎，
申请(专利权)人：西南石油大学，成都菲尔特技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51