【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及是由勘探，尤其涉及一种防水锁剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着常规油气资源后期开发难度的加大，需要对低渗透储层等非常规油气资源进行更多的研究，以满足日益增长的能源需求。在中国，低渗透储层的油气资源储量较大，占总油气资源的近24％。此类储层具有岩石致密、物性差、孔喉小的特点，在低渗透油气藏开发过程中，由于毛细管的渗吸作用，侵入储层的钻井液难以返回到井筒，造成水锁损害，严重影响油气井后续的产能。水锁损害是低孔低渗油气藏中最常见、最严重的损害类型，对低渗储层的损害率可达70-90％。在钻井液中加入防水锁剂，可有效降低液相表面张力和毛细管力，缓解水锁损害。
2、目前，表面活性剂作为防水锁剂，应用于水基钻井液中，可有效地降低液相的表面张力，且改变储层岩心孔喉的润湿性，降低了钻井液滤液对低渗储层的水锁伤害。常见的防水锁剂有氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂两种。氟碳表面活性剂易溶于水，化学性质稳定，耐酸、碱、高温。但氟碳表面活性剂存在合成困难、副反应多、降解过程污染环境等缺点。显然，这些缺点限制了氟碳表面活性剂的研究和应用。常规碳氢表面活性剂生物毒性较小，但难以生物降解，起泡效果明显，易导致钻井液密度波动大，流变性差。众所周知，由于表面活性的性质，表面活性剂总是产生强而持久的泡沫。为了提高抑泡性能，通常采用碳氢表面活性剂和消泡剂进行复配，但需要考虑其配伍性能。
3、海藻酸具有良好的水溶性和环保性，且价格低廉，含有许多氢键吸附基团，如羟基、醚键等，在矿物浮选和水处理行业中得到了广泛的应用。现有的改性海
4、针对现有技术中防水锁剂存在的环保性能差以及起泡严重的缺陷，如何实现制备简单且制备得到易降解、毒性小的无泡防水锁剂成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种防水锁剂及其制备方法和应用。本专利技术的防水锁剂的制备方法简单、经济高效，其制备得到的防水锁剂具有无泡特性以及良好的防水锁性能，绿色经济，能够达到排放标准，易被生物降解。很好地克服了现有防水锁剂生物毒性大、不易降解以及起泡严重的技术难题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种防水锁剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、(1)将海藻酸与氨基醇进行反应得到中间产物；
5、(2)将步骤(1)所述中间产物与有机氯化铵进行反应，得到所述防水锁剂。
6、本专利技术通过两步改性海藻酸得到了环保型无泡防水锁剂，制备工艺简单、经济高效。在本专利技术中的步骤(1)中通过海藻酸与氨基醇进行酰胺化反应，不仅增加了其与岩石的氢键吸附性能，而且具有扩链作用，使得到的中间产物一端含有羟基。步骤(2)通过加入机氯化铵进行反应，使得到的防水锁剂具有季铵基团，促使分子链与带负电的岩心发生静电吸附，进一步提高了其吸附性能；且步骤(2)通过机氯化铵与步骤(1)中间产物一端的羟基通过取代反应成醚，进一步延长了碳链。通过两步反应，使得到的防水锁剂具有较低的表面张力和较高的接触角，从而能够改变储层岩心孔喉表面润湿性，降低液相在岩心孔隙的毛细管力，进而可降低钻井液对低渗储层的水锁伤害；同时，得到的防水锁剂具有的异构化的支链结构，从而提高了液膜的排液速度，降低了泡沫的稳定性，进而使防水锁剂分子具有抑制泡沫形成的特点。
7、优选地，步骤(1)所述海藻酸的数均分子量为120000-260000g/mol，例如可以为120000g/mol、140000g/mol、160000g/mol、180000g/mol、200000g/mol、220000g/mol、240000g/mol或260000g/mol等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
8、本专利技术中，选用特定数均分子量的海藻酸为起始原料，其为天然的生物多糖，具有良好的水溶性和环保性，通过对其进行化学改性，能够使得到的防水锁剂具有良好的环保性能。同时，海藻酸结构中含有许多吸附基团如羟基、醚键等，通过氢键吸附做在岩心孔喉表面，具有良好的吸附稳定性。
9、优选地，步骤(1)所述氨基醇包括4-氨基-1-丁醇、3-氨基-1-丙醇或5-氨基-1-戊醇中任意一种或至少两种的组合。
10、本专利技术中，氨基醇一端的胺基能够与海藻酸的羧基发生酰胺化反应，另一端的羟基与有机氯化铵发生醚化反应，能够有效地进行扩链，有利于提高所得防水锁剂的表明活性。
11、优选地，步骤(1)所述海藻酸与氨基醇的质量比为(2-4):1，例如可以为2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1或4:1等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
12、优选地，步骤(1)所述反应在溶剂中进行。
13、优选地，所述溶剂包括二甲基亚砜。
14、优选地，所述溶剂与海藻酸的质量比为(2.5-5):1，其中，例如可以为2.5:1、2.7:1、3:1、3.5:1、3.5:1、3.8:1、4:1、4.5:1或5:1等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
15、优选地，步骤(1)所述反应还包括催化剂a。
16、优选地，所述催化剂a包括硼酸。
17、优选地，所述催化剂a的含量为海藻酸质量的0.5-1.4％，例如可以为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％或1.4％等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
18、优选地，步骤(1)所述反应在回流中进行。
19、优选地，步骤(1)所述反应的温度为140-160℃，例如可以为142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃或158℃等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
20、优选地，步骤(1)所述反应的时间为5-7h，例如可以为5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6h、6.2h、6.4h、6.6h或6.8h等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
21、优选地，步骤(1)所述反应在保护性气体氛围下进行。
22、优选地，所述保护性气体包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为氮气。
23、优选地，所述氮气的纯度≥99.9％，流量为3.5-4.5m3/h，例如可以为3.6m3/h、3.7m3/h、3.8m3/h、3.9m3/h、4.0m3/h、4.1m3/h、4.2m3/h、4.3m3/h、4.4m3/h或4.5m3/h等，不限于上述所列举的数值，数值范围内其它未列举的数据同样适用。
24、优选地，步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防水锁剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述海藻酸的数均分子量为120000-260000g/mol；
3.根据权利要求1或2所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应在保护性气体氛围下进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应结束后，还包括后处理步骤；
5.根据权利要求1-4任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述有机氯化铵包括3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三乙基氯化铵或3-氯-2-羟丙基二甲基苄基氯化铵中的任意一种或至少两种的组合；
6.根据权利要求1-5任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应结束后，还包括后处理步骤；
7.根据权利要求1-6任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
8.一种防水锁剂，其特征在于，所述防水锁剂采用权利要求1-7任
9.根据权利要求8所述的防水锁剂，其特征在于，所述防水锁剂的EC50＞60000mg/L；
10.一种如权利要求8或9所述的防水锁剂在钻井中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种防水锁剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述海藻酸的数均分子量为120000-260000g/mol；
3.根据权利要求1或2所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应在保护性气体氛围下进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应结束后，还包括后处理步骤；
5.根据权利要求1-4任一项所述的防水锁剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述有机氯化铵包括3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳飞，黄召，严维锋，王磊，刘伟，冯大龙，黄伟，田继宏，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：
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