[发明专利]一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用，本发明提供的黏土稳定剂由包括式I所示酰胺化合物的物料制成，其同时含有酰胺基、羟基和胺基等多种基团。在本发明中，所述黏土稳定剂具有较好的抑制黏土水化分散作用，在能有效地控制黏土分散的同时，不影响钻井液性能。并且，该产品也可以与K⁺，NH₄⁺等无机阳离子防塌剂一起用于钻井液中作防塌、抑制剂，有效地起到抑制粘土水化分散、絮凝钻屑、控制地层造浆的作用，同时也可以作为压裂、酸化和采油注水的黏土稳定剂，利于应用。此外，本发明产品生产成本低，生产效率高，产品质量稳定。

技术领域

本发明涉及石油钻井用油田化学品技术领域，尤其涉及一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用。

背景技术

随着石油工程技术的发展，深井、大位移井和水平井等钻井作业越来越多，钻遇地层越来越复杂，部分高难度井具有井眼大、位移大、水平井段长、井眼轨迹变化较大等特点，导致泥页岩地层存在严重垮塌和膨胀缩径以及严重造浆等问题，这便对水基钻井液的抑制能力提出了更高的要求。高效黏土稳定剂是确保井壁稳定和钻井液抑制性的关键，其中，无机盐和有机盐是目前应用得最多的钻井液抑制剂或黏土稳定剂。

无机盐对粘土矿物膨胀和分散性的抑制作用已经非常清楚，对于不同的矿物组成，不同无机盐如KCl、NH₄C1、NaCl和CaCl₂的抑制作用又略有差别。由于K⁺和NH₄⁺能够进入到粘土和页岩的晶层间，促使粘土颗粒连接在一起，从而降低页岩在水中的分散作用，故KCl、NH₄C1比NaCl、CaCl₂更能有效地抑制页岩分散，起到抑制黏土分散作用。从抑制页岩分散作用的机理上讲，CaCl₂和NaCl主要是通过阻止水进入页岩颗粒而起作用；K⁺和NH₄⁺离子的水化能低，水化后的K⁺和NH₄⁺的离子半径仍小于伊利石的层间间隙，因而能进入伊利石的层间，且K⁺和NH₄⁺可通过与页岩中的粘土发生离子交换而起作用。除上述无机盐外，硫酸钾也可以作为抑制剂。对于有机盐类抑制剂，低碳原子(C1～C6)碱金属有机酸盐(甲酸铯、乙酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾)、有机酸铵盐(乙酸铵、柠檬酸铵、酒石酸铵)等具有防塌抑制性能好、保护油气层、腐蚀性低、环保及可回收再利用的特点。

在实际应用中，上述无机盐和有机盐虽然具有较强的抑制性，但其需要在很大的加量情况下才能起作用，这样容易对钻井液性能产生不良影响，也会增加钻井液的成本，从而限制了其应用范围。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种酰胺化合物、黏土稳定剂、其制备方法和应用，采用本申请提供的酰胺化合物制成的黏土稳定剂，具有较好的抑制黏土水化分散作用，同时不影响钻井液性能，利于应用。

本发明提供一种酰胺化合物，其具有式I结构：

其中，n选自1～5之间的整数。

本发明提供一种黏土稳定剂，其由包括酰胺化合物的物料制成；

所述酰胺化合物具有式I结构：

其中，n选自1～5之间的整数。

优选地，所述物料包括酸，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸和乙酸中的一种或多种。

优选地，所述黏土稳定剂的pH值为6.5～8.0。

本发明提供一种黏土稳定剂的制备方法，包括以下步骤：