一种钻井防水锁剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115895610A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202111165552.4C08H7/00(2012.01)(22)申请日2021.09.30(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人褚奇石秉忠李涛李胜徐江刘金华(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372专利代理师吴大建邓树山(51)Int.Cl.C09K8/035(2006.01)C09K8/584(2006.01)权利要求书2页说明书14页(54)发明名称一种钻井防水锁剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种钻井防水锁剂，具有以下结构：式(I)中，为木质素，m为大于10的自然数，n为0～6的整‑数，X为一价阴离子；R是C1～C3烷基或H。CN115895610ACN115895610A权利要求书1/2页1.一种钻井防水锁剂，其特征在于，所述钻井防水锁剂具有以下结构：式(I)中，为木质素，m为大于10的自然数，n为0～6的整数，X‑为一价阴离子；R是C1～C3烷基或H。2.根据权利要求1所述的钻井防水锁剂，其特征在于，所述m为≤18的自然数，优选为‑‑‑‑‑11，13，15，17；和/或所述n为2或3；和/或所述R为H；和/或所述X是BF4、PF6、SCN、HSO3、‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑CH3SO3、CF3SO3、CH3COO、CF3COO、Tf2N、CH3OSO3、C2H5OSO3、pTsO、(CN)2N、CH3CH(OH)COO、‑‑‑‑‑F、Cl、Br、I、HCO3中的一种。3.根据权利要求1或2所述的钻井防水锁剂，其特征在于，所述木质素选自磺化木质素，优选选自木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸钾、木质素磺酸铵、木质素磺酸镁、木质素磺酸铁、木质素磺酸锰和木质素磺酸锌中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的钻井防水锁剂，其特征在于，所述磺化木质素是源自针叶木、阔叶木或草本植物，优选为针叶木、阔叶木的磺化木质素。5.根据权利要求3所述的钻井防水锁剂，其特征在于，所述磺化木质素的分子量Mn：2600～6000，和/或Mw：3200～7200。6.根据权利要求1‑5任一项所述的钻井防水锁剂的制备方法，其特征在于，包括木质素与式II的氰基取代的长碳链烷、式III的含氰基的咪唑离子液体在溶剂和催化剂存在的条件下进行反应，m为大于10的自然数，n为0～6的整数，R是C1～C3烷基或H。7.根据权利要求6所述的钻井防水锁剂的制备方法，其特征在于，包括：将木质素与式II所示的氰基取代的长碳链烷、式II所示的含氰基的咪唑离子液体和溶剂混合；加热，加入催化剂进行反应。8.根据权利要求6或7所述的钻井防水锁剂的制备方法，其特征在于，还包括：反应结束后得到粗产品，浓缩；将粗产品放入乙醇中浸泡，过滤，洗涤。9.根据权利要求8所述的钻井防水锁剂的制备方法，其特征在于，所述洗涤为分别使用2CN115895610A权利要求书2/2页丙酮和体积比为3:2的冰醋酸‑乙二醇进行淋洗。10.根据权利要求1‑8中任一项所述的钻井防水锁剂和/或根据权利要求9中所述的制备方法得到的钻井防水锁剂的应用。3CN115895610A说明书1/14页一种钻井防水锁剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及石油工程技术领域，尤其涉及一种钻井防水锁剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]在钻井过程中，作为外来流体的钻井液与储层接触后，由于毛细管力的存在，地层压力不能将滞留在微裂隙中流体完全排出地层，导致储层的含水饱和度增加，油气相渗透率降低，这种现象称为水锁伤害。目前，业内普遍认识到造成水锁伤害的主要原因是毛细管力自吸作用和液相滞留作用。对于低渗油气藏，水锁伤害严重影响了油气资源的产能。向钻井液中加入防水锁剂是抑制或解除低渗油气藏水锁伤害的最直接的方法。防水锁剂主要是通过增大液相与岩石表面的接触角，降至滞留液界面张力，加快排液速度来解除储层水锁伤害。[0003]目前，防水锁剂主要包括表面活性剂和低级醇两大类。使用表面活性剂作为防水锁剂可以降低液相界面张力，改变岩石表面润湿性，增大液相与岩石表面的润湿角，从而降低毛细管阻力。表面活性剂类防水锁剂主要包括氟碳表面活性剂、非离子表面活性剂(聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯硅醇醚)和双子表面活性剂等，溶解速度慢、易起泡和成本高是阻碍其大规模应用的主要原因。使用低级醇作为防水锁剂，醇能与水互溶且易挥发，挥发时可将地层滞留水带出。然而，若地层水矿化度较高，低级醇易引起醇析，导致盐沉淀，反而会堵塞微孔隙而引起不可逆转的储层污染；另外，当外