[发明专利]一种钻井液用添加剂、钻井液用添加剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种钻井液用添加剂、一种钻井液用添加剂的制备方法及其应用。所述钻井液用添加剂包括由氨基聚醚和大环化合物通过氢键形成的超分子体系。所述钻井液用添加剂能够在钻遇特定温度的目标地层识别性释放阳离子有效组分，避免在钻井液内和非目标地层的损耗，表现出温度响应、定向释放、稳定井壁的性能。

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，具体涉及一种钻井液用添加剂、钻井液用添加剂的制备方法和应用。

背景技术

针对页岩水化膨胀、分散、井壁失稳等问题，现场对钻井液抑制剂的性能要求不断增高，从最初的铵离子发展到现在的有机阳离子聚合物类页岩抑制剂。这些抑制剂是通过防止粘土颗粒的膨胀和分散来达到稳固井壁的目的。

有机阳离子聚合物类抑制剂，在主链或侧链上含有季铵离子，可通过静电作用吸附在粘土颗粒表面，由于其链上分布的正电荷较多，可以同时与多个粘土颗粒形成多点吸附，在粘土表面形成一层聚合物的吸附保护膜，可防止粘土颗粒的水化、膨胀、分散和运移，起到抑制作用。在有机阳离子聚合物结构设计和合成方面，田野等(田野，郭明红，李海彪等，一种聚季铵盐防塌抑制剂的制备及性能研究，石油化工，2013,08,121-124)开发出一种聚季铵盐防塌抑制剂PED，含有大量季铵离子和羟基，除了抑制粘土水化膨胀外，还能使已水化的粘土为例去水化。鲁娇等(鲁娇，陈楠，杨超等，一种阳离子聚胺类聚合物及其制备方法和应用：中国，CN103044679A[P]，2013.04.17)以端二胺、环醚、环氧氯丙烷为原料合成的阳离子聚胺抑制剂，含有双主链结构，可形成网络结构更好的吸附在粘土颗粒表面和片成之间，缩小层间距，阻滞水分子进入。

目前现有的有机阳离子聚合物类抑制剂，分子链上过多的正电荷可能与钻井液体系中其他阴离子处理剂发生不配伍现象，如与阴离子聚合物处理剂产生絮凝和沉淀而使其失效。另外缺乏对地层的响应性，加入阳离子抑制剂后全程发挥作用，即使在不需要太多抑制剂的地层，也会由于阳离子的暴露使得抑制剂吸附于粘土表面，造成抑制剂的过度消耗与浪费。

在温敏材料研究方面，大部分温敏型聚合物是通过在合成中添加含有温敏基团的单体而成的，不仅合成工艺复杂、对单体结构要求高，研究集中在药物、医用材料等领域，温敏型钻井液处理剂鲜见报道。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明第一个方面提供了一种钻井液用添加剂。本发明提供的钻井液用添加剂能够在钻遇特定温度的目标地层识别性释放固壁有效组分氨基聚醚，避免在钻井液内和非目标层的损耗。本发明第二个方面提供了一种钻井液用添加剂的制备方法。本发明第三个方面提供了所述钻井液用添加剂的应用。

根据第一个方面，本发明提供的钻井液用添加剂包括由氨基聚醚和大环化合物形成的超分子体系。优选地，所述超分子体系由氨基聚醚和大环化合物通过氢键形成。

根据本发明的一些实施方式，所述氨基聚醚为端氨基聚醚。端氨基聚醚(又名聚醚胺、聚醚多元胺)是一类由伯氨基和/或仲氨基封端的聚环氧烷烃化合物。

根据本发明的一些实施方式，所述端氨基聚醚具有以下结构通式：

其中，R₁和R₄相同或不同，各自独立选自氢、C₁-C₆烷基、C₆-C₁₀芳基、C₇-C₁₀烷芳基和C₇-C₁₀芳烷基，优选选自H、CH₃和CH₂CH₃；R₂和R₃相同或不同，各自独立选自氢、C₁-C₆烷基、卤素和C₁-C₆烷氧基，优选选自H、CH₃和CH₂CH₃；n为2-40，优选为2-30，进一步优选为2-20。