一种钻井液用封堵剂及其制备方法和应用.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CN114106790A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202010881026.7C09K8/467(2006.01)(22)申请日2020.08.27C09K8/42(2006.01)E21B33/13(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司C08G83/00(2006.01)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)发明人孔勇杨帆金军斌林永学杨小华胡子乔刘贵传褚奇(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人吴大建李盼(51)Int.Cl.C09K8/03(2006.01)C09K8/24(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图4页(54)发明名称一种钻井液用封堵剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种钻井液用封堵剂，其包括含铝化合物、有机配体和有机胺的反应产物。该封堵剂具有对酸碱度(即pH)和温度双重响应的特点，利用金属活性组分与有机配体相互作用形成有机金属骨架材料，金属活性组分具有pH敏感性，骨架材料具有温度敏感性。封堵剂在钻井液的碱性环境、非目标地层循环时，金属活性组分包覆于有机配体内得到保护，避免消耗和配伍性问题。在目标地层，受高温影响有机骨架解体，活性组分释放出来，在中酸性地层表面生成沉淀附着于井壁，达到修复微裂缝、稳定地层的作用。CN114106790ACN114106790A权利要求书1/2页1.一种钻井液用封堵剂，其包括含铝化合物、有机配体和有机胺的反应产物，优选地，所述含铝化合物选自氢化铝锂、氢化铝钠、硝酸铝、三叔丁氧基氢化铝锂、二异丁基氢化铝和二异丁基-叔丁氧基氢化铝锂中的一种或多种；和/或所述有机配体选自式(I)所示的化合物，优选为对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚、邻苯三酚、三羟基苯甲酸和苯六酸中的一种或多种；和/或所述有机胺选自式(II)所示的化合物，优选为三甲胺、三乙胺、二乙胺、三乙醇胺和二乙烯三胺中的一种或多种，式(I)中，R1-R6相同或不同，各自独立地选自氢、C1-C6烷基、羟基和羧基，且R1-R6中的至少一个基团为羟基或羧基，式(II)中，R7-R9相同或不同，各自独立地选自氢、取代基取代或未取代的C1-C6烷基，其中，R7-R9不同时为氢，所述取代基选自羟基和/或胺基。2.根据权利要求1所述的封堵剂，其特征在于，所述含铝化合物和所述有机配体的摩尔比为1:(1.0～5.0)，优选为1:(1.0～3.0)；和/或所述含铝化合物和所述有机胺的摩尔比为1:(0.5～3.0)，优选为1:(1.0～1.5)。3.一种权利要求1或2所述的钻井液用封堵剂的制备方法，包括：对含有所述含铝化合物、所述有机配体和所述有机胺的反应体系进行溶剂热处理，从而生成所述封堵剂，优选地，所述溶剂热处理的条件包括：溶剂热处理的温度为90℃～150℃，和/或溶剂热处理的时间为8h～12h。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下述步骤：S1.在任选地真空条件和任选地惰性气氛下，将所述有机溶剂和所述含铝化合物加入优选依次加入到所述有机配体中，得到中间体系；S2.将所述有机胺加入到所述中间体系中，得到所述反应体系；以及S3.对所述反应体系进行溶剂热处理，从而生成所述封堵剂。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，使所述中间体系在20℃2CN114106790A权利要求书2/2页～40℃，优选25℃～35℃的温度范围内反应1h～10h，优选4h～8h。6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述真空条件的真空度为104Pa～102Pa；和/或所述惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛，优选为氮气气氛。7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自无水四氢呋喃、无水甲醇、无水乙醇和无水二氯甲烷中的一种或多种，优选为无水四氢呋喃。8.一种权利要求1或2所述的封堵剂或根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法制得的封堵剂在钻井领域中的应用，优选作为钻井液添加剂的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述封堵剂应用于pH≤7，且温度为90℃～150℃的地层环境中。10.一种对酸碱度和温度双重响应的钻井液，其包括：水；权利要求1或2所述的封堵剂或根据权利要求3-7中任一项所述的制备方法制得的封堵剂；膨润土；无机盐；高粘聚阴离子纤维素；低粘聚阴离子纤维素；磺化酚醛树脂；磺化褐煤；磺化沥青；以及润滑剂；优选地，以所述水的重量为计算基准，所述封堵剂的用量为0.1％～5％，优选为0.3％～1％。3CN114106790A说明书1/12页一种钻