[发明专利]一种聚合离子液体抑制剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种聚合离子液体抑制剂及其制备方法与应用。本发明聚合离子液体抑制剂包括如下质量份数的原料制备得到：1‑乙烯基‑3‑氨丙基咪唑溴2‑4份，丙烯酰胺10‑20份，二甲基二烯丙基氯化铵1‑5份，引发剂0.5‑1份。本发明制备的抑制剂能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，具有较强的抑制性；且利于增效钻井液降滤失和润滑性能。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体地，涉及一种聚合离子液体抑制剂及其制备方法与应用。

背景技术

页岩地层水化性强，与钻井液接触后易水化膨胀，导致缩径、卡钻、井塌等事故，严重推高钻井液成本。高效的页岩抑制剂是解决该问题的关键，目前油田使用的抑制剂种类繁多，主要包括：钾离子类页岩抑制剂，其能有效抑制页岩膨胀，但其使用浓度较高，对钻井液其它性能影响较大；铵基阳离子类抑制剂，其作用时间较短，抗温性较差；季铵盐类抑制剂毒性较大，当钻井液中固相含量高时易产生絮凝作用，且与阴离子处理剂配伍性较差。聚合离子液体抑制剂具有抑制效果好、配伍性好、抗高温能力强和制备方法简单等优点，是当前抑制剂的研究热点。

中国专利文献CN 104497994 A公开了一种钻井液及含杂环的离子液体，所述钻井液包含0.01-10重量％的含杂环离子液体。该发明的包含该离子液体的钻井液具有较好的抗温性能，但抑制性有待提高。中国专利文献CN111004340A公开了一种钻井液用离子液体页岩抑制剂及其制备方法和应用；所述方法包括：在惰性气氛下，在水环境中，使咪唑类离子液体进行聚合反应；所述咪唑类离子液体包括阳离子单体和阴离子单体。但该抑制剂滚动回收率较低，抑制效果有待提高。

因此，对页岩具有较强的抑制性且利于增效钻井液降滤失和润滑性能的聚合离子液体抑制剂的研究具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种聚合离子液体抑制剂及其制备方法与应用。本发明制备的抑制剂能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，具有较强的抑制性；且利于增效钻井液降滤失和润滑性能。

本发明的技术方案如下：

一种聚合离子液体抑制剂，包括如下质量份数的原料制备得到：1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴2-4份，丙烯酰胺10-20份，二甲基二烯丙基氯化铵1-5份，引发剂0.5-1份。

根据本发明，优选的，所述聚合离子液体抑制剂包括如下质量份数的原料制备得到：1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴2-4份，丙烯酰胺10-20份，二甲基二烯丙基氯化铵2-5份，引发剂0.8-1份。

根据本发明，优选的，所述引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠的组合；过硫酸钾和亚硫酸氢钠的质量比为0.5-1.5:0.5-1.5，优选为1:1。

根据本发明，优选的，所述1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴的制备方法，包括步骤：将1-乙烯基咪唑和3-溴丙胺氢溴酸盐充分分散于乙腈中，60-80℃下搅拌回流反应20-30h；然后经过滤、洗涤、干燥得到1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴。

优选的，1-乙烯基咪唑和3-溴丙胺氢溴酸盐的质量比为0.2-1:1，优选为0.4-0.5:1。

优选的，1-乙烯基咪唑和乙腈的质量比为1:5-15，优选为1:8-14。

优选的，搅拌回流反应温度为70℃，搅拌回流反应时间为24h。

优选的，所述洗涤是使用乙醇洗涤2-3次；所述干燥是于50-70℃下真空干燥。

上述聚合离子液体抑制剂的制备方法，包括步骤：

将1-乙烯基-3-氨丙基咪唑溴、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵充分分散于水中，加热至50-60℃，保持搅拌加热，用惰性气体除氧；加入引发剂，50-60℃下搅拌反应7-8h；然后经洗涤，干燥，粉碎即得聚合离子液体抑制剂。