页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液及页岩气钻井开采的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108728055A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201810454798.5(22)申请日2018.05.14(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人蒲晓林王昊(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人刘依云乔雪微(51)Int.Cl.C09K8/035(2006.01)C09K8/12(2006.01)权利要求书3页说明书16页附图2页(54)发明名称页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液及页岩气钻井开采的方法(57)摘要本发明涉及钻井液用页岩抑制剂领域，公开了一种页岩抑制剂及其制备方法和水基钻井液及页岩气钻井开采的方法，其中，该页岩抑制剂含有式(I)所示的结构单元A、可选的式(II)所示的结构单元B和式(VIII)所示的结构单元C；其中，n为0-3的整数；页岩抑制剂为端胺基超支化聚合物；结构单元A、结构单元B和结构单元C的个数的比为m：(m-1)：(2m+2)，其中，m为1-10的整数。采用该端胺基超支化聚合物抑制剂能够提高对页岩水化的抑制能力，进而提高钻井液整体的抑制性能。CN108728055ACN108728055A权利要求书1/3页1.一种页岩抑制剂，其特征在于，该页岩抑制剂含有式(I)所示的结构单元A、可选的式(II)所示的结构单元B和式(VIII)所示的结构单元C；其中，n为0-3的整数，优选为0-2的整数，更优选为0或1；其中，所述页岩抑制剂为具有结构单元A中的-CO-键合结构单元B和/或结构单元C中的-NH-而形成的酰胺键所构成的端胺基超支化聚合物；其中，所述结构单元A、所述结构单元B和所述结构单元C的个数比为m：(m-1)：(2m+2)，其中，m为1-10的整数，优选为1-5的整数，更优选为1或2。2.根据权利要求1所述的抑制剂，其中，该页岩抑制剂的数均分子量为400-1100g/mol。3.权利要求1或2所述的页岩抑制剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)将单体A与单体B在有机溶剂中进行迈克尔加成反应；(2)将步骤(1)得到的反应产物进行第一重结晶，得到生成物C；(3)将所述生成物C与单体D在醇溶剂中进行聚合反应；其中，单体A具有式(III)所示的结构，单体B具有式(IV)所示的结构，所述生成物C具有式(V)所示的结构，单体D具有式(VI)所示的结构；2CN108728055A权利要求书2/3页其中，R1和R2相同或不同，各自独立地为C1-C4的取代或未取代的烷基；优选地，R1为甲基或乙基，R2为甲基、乙基，正丙基，异丙基或丁基。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述迈克尔加成反应中使用的催化剂为碳酸钾和四丁基溴化铵，且碳酸钾和四丁基溴化铵的摩尔比为1：(0.015-0.03)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述有机溶剂为正己烷、正庚烷和石油醚中的一种或多种；且相对于100ml的有机溶剂，所述单体A的用量为0.1-0.3mol，所述单体B的用量为0.2-0.4mol，碳酸钾的用量为0.2-0.4mol；优选地，所述单体B以0.05-0.1ml/s的滴加速率滴加至所述单体A的有机溶液中进行迈克尔加成反应；优选地，所述迈克尔加成反应的条件包括：温度为50-70℃，时间为11-13h。6.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述第一重结晶的条件包括：在温度为50-60℃的条件下，采用乙酸乙酯将所述加成反应后的反应产物溶解10-20min后抽滤，再将滤液冷却至室温后进行所述第一重结晶25-35min，最后抽滤得到所述生成物C。7.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述醇溶剂为甲醇；且相对于100ml的所述醇溶剂，所述单体D的用量为0.04-0.08mol；所述生成物C与所述单体D的摩尔比为1：(3-5)。8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述聚合反应包括：(1)所述生成物C的醇溶液以0.05-0.1ml/s的滴加速率滴加至所述单体D中进行预聚反应；以及(2)将经所述预聚反应得到的反应产物进行减压抽真空旋转蒸发；优选地，所述旋转蒸发的条件包括：真空度为-0.07MPa，温度为70-80℃，时间为2-4h；优选地，所述聚合反应的条件包括：温度为40-50℃，时间为2-5h。9.根据权利要求8所述的方法，其中，该方法还包括将经所述聚合反应后得到的产物进行第二重结晶处理；优选地，所述第二重结晶的条件包括：在温度为40-50℃的条件下，采用乙酸乙酯将所述聚合反应后得到的产物溶解10-20min后抽滤，再将滤液冷却至室温后进行所述第二重结晶0.5-1h。10.一种水基钻井液，其特征在于，该水