[发明专利]一种超支化聚叔胺页岩抑制剂

说明书

一种超支化聚叔胺页岩抑制剂，属于油气田钻井技术领域，所述超支化聚叔胺以含羟基的肼类化合物、二烯丙基类化合物、丙烯酰胺类化合物为原料合成。所述含羟基的肼类化合物、二烯丙基类化合物和丙烯酰胺类化合物制成的页岩抑制剂是由超支化聚叔胺与水混合配制而成，其中超支化聚叔胺在页岩抑制剂中的质量比为0.6％‑3.5％。本发明提供的超支化聚叔胺制成的页岩抑制剂抑制性能相比于同类抑制剂性能有明显提升，原料易得，价格便宜，提供的合成方法稳定可靠，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及油气田钻井技术领域，具体涉及一种超支化聚叔胺制成的页岩抑制剂。

背景技术

我国作为最大的发展中国家和最大的油气消费国与进口国，国内油气供需缺口不断扩大，2019年的石油对外依存度已达72.5％，天然气对外依存度已达45.3％，油气供应安全面临巨大挑战。我国页岩油气资源丰富，但页岩埋深约有65％都超过3500m，而四川盆地南部深层页岩气资源量占整个川南地区总资源量的比例高达86.5％。因此，加快深层页岩气勘探开发,是加快建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的必由之路。

深层页岩黏土矿物以硬脆性页岩伊利石为主，蒙脱石等膨胀性黏土矿物含量较少或无。而硬脆性页岩的井壁坍塌是制约我国油气资源战略向深部地层成功转移的重要技术瓶颈。对于层理、裂缝发育硬脆性页岩地层，钻井过程中，井壁失稳的主要因素为致密页岩微裂缝、层理以及粒间微裂缝较发育，钻井液同地层接触后，钻井液容易沿着微裂缝等渗入岩石内部，导致滤液渗入量增大，接触更多的伊利石，造成伊利石的表面水化作用。为解决深层页岩勘探开发的难题，一开始使用油基钻井液，但油基钻井液由于不环保，成本高，循环漏失趋势高，尤其是恶性漏失等缺点，已成为我国深层页岩气能否工业化开发的重大障碍。为了顺应规模化深层页岩气开发进程并解决这些问题，使用环保、低成本、性能与油基相当的水基钻井液来钻页岩气井已成为一种必然发展趋势。

页岩抑制剂抑制性的强弱决定了水基钻井液的抑制性，现阶段抑制剂主要是通过抑制黏土矿物的层间阳离子水化达到抑制黏土矿物水化的效果。而对于以伊利石为主要成分的页岩，其水化为层表面水化，因此开发出一款页岩抑制剂是一个亟需解决的问题。

发明内容

针对目前的页岩抑制剂的缺点，本发明鉴于上述问题而提供一种超支化叔胺聚合物制成的页岩抑制剂，该抑制剂抑制性能相比于同类产品有明显提升，能完全满足各种复杂井况的钻井需求，且合成工艺简单、环保，产率较高，生产成本低廉，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种超支化聚叔胺页岩抑制剂，所述页岩抑制剂由超支化聚叔胺与水混合配制而成，其中超支化聚叔胺与水的质量比为0.5-3.5％，所述超支化聚叔胺页岩抑制剂以肼类化合物、二烯丙基类化合物、酰胺类化合物为原料，采用如下步骤合成：

S1、将含0.6-0.8mol二烯丙基类化合物加入到干燥的烧瓶中，用70-90mL四氢呋喃搅拌溶解，搅拌边滴加1.2-1.4mol肼类物质，氮气20-30min，在30-40℃的温度下反应8-12h，反应完毕后，旋转蒸发得到超支化聚合物；

S2、将上一步所得的叔胺类超支化聚合物溶解于120-140mL甲苯中，加入132-154mL浓度为60％的丙烯酰胺类化合物，滴加完毕后在75℃-80℃的温度下通入氮气20-30min，回流反应4-8h，反应结束后，经减压蒸馏得到带有酰胺基团的超支化聚合物。

所述的页岩抑制剂，其特征在于，所述的肼类物质为水杨酰肼，3-羟基苯酰肼，4-羟基苯甲酰肼，4-羟基苯乙酰肼，2,4-二羟基苯酰肼，3,4-二羟基苯酰肼，3,5-二羟基苯酰肼中的一种。

所述的页岩抑制剂，其特征在于，所述含烯键的二烯丙基类化合物为1,5-已二烯，二烯丙基胺，N-甲基二烯丙基胺中的一种。

所述的页岩抑制剂，其特征在于，所述封端试剂为N-异丙基丙烯酰胺，N-异丙基甲基丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺，N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺，3-甲基丙烯酰胺基苯基硼酸中的一种。