新型有機(jī)胺抑制劑的研制及應(yīng)用

＊汝宗林

（宿州典躍新型建筑材料有限公司 安徽 235200）

新型有機(jī)胺抑制劑的研制及應(yīng)用

＊汝宗林

（宿州典躍新型建筑材料有限公司 安徽 235200）

高性能水基鉆井液被當(dāng)做是一種很有可能替代油機(jī)鉆井液的一種液體，它的主要處理劑就是一種機(jī)胺類抑制劑。在實(shí)際的現(xiàn)場使用的過程當(dāng)中，在添加有機(jī)胺的時(shí)候加入的順序不正確，配套的處理劑與之不符和，就會(huì)知識(shí)流型變差，泥餅的質(zhì)量也會(huì)收到影響，濾失量也會(huì)增大，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致水敏性地層吸水膨脹，這樣就會(huì)對井壁的穩(wěn)定性造成影響。所以，研究一種具有抑制性，還對鉆井液性能影響小，適應(yīng)性比較強(qiáng)的新型的有機(jī)胺抑制劑是非常有必要的。

有機(jī)胺；高性能水基鉆井液；抑制劑

這些年隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，新型化學(xué)劑更是層出不窮，這就需要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系以及管理才能更好的滿足油田的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步。當(dāng)前我國的鉆井化學(xué)劑方面的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、中石化標(biāo)準(zhǔn)還有油田標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)不能滿足油田生產(chǎn)的需求了，在標(biāo)準(zhǔn)的連接方面，還不能夠與市場很好的結(jié)合到一起。所以我們要對鉆井化學(xué)劑企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的管理加大力度，不斷地進(jìn)行完善，提高處理劑的質(zhì)量，可以使企業(yè)之間進(jìn)行很好的競爭，來滿足鉆井技術(shù)的需求。制定出能夠跟上現(xiàn)在發(fā)展腳步的油田標(biāo)準(zhǔn)。

1.室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

(1)新型有機(jī)胺抑制劑的合成

有機(jī)胺對于粘土的一直基團(tuán)是胺基，胺基上的基團(tuán)看了一給胺基的負(fù)電荷的密度造成影響，進(jìn)而會(huì)對一定pH下的質(zhì)子化效率造成影響；胺基上的基團(tuán)的大小能夠?qū)Π坊M(jìn)入粘土層間的位阻和吸附的穩(wěn)定性造成影響；胺基和粘土在吸附之后，在外邊暴漏的基團(tuán)就會(huì)對粘土顆粒的親水和疏水性能造成影響。依照上述情況，研究設(shè)計(jì)并合成了兼?zhèn)涞亩掏榛烷L烷基的多烷基叔胺，詳細(xì)的步驟：在四口燒瓶中放入冷凝管、分水器、攪拌器以及溫度計(jì)，然后在加入按照份子設(shè)計(jì)選擇的小分子胺類物質(zhì)，然后依據(jù)摩爾定律的比列放入長鏈有機(jī)酸，然后一邊攪拌一邊加熱，到一定溫度的時(shí)候，在高溫下發(fā)生脫水現(xiàn)象，從而生成算胺，最后加入液溴使之發(fā)生霍夫曼的降級(jí)效應(yīng)，產(chǎn)生擁有不同基團(tuán)的有機(jī)胺。

(2)巖屑回收實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)使用樊家區(qū)塊易塌井段鉆屑作為評價(jià)用鉆屑,進(jìn)行了三次巖屑回收的實(shí)驗(yàn)，從巖屑回收的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出來，自制有機(jī)胺在加量為1%的時(shí)候，有很好的頁巖抑制性，自制的有機(jī)胺的一次巖屑的回收率比外來的有機(jī)胺產(chǎn)品的效果更加好。此外，自制有機(jī)胺的二次和三次巖屑回收率比3%KCL要高很多，這樣可以看出自制有機(jī)胺比鉀離子的吸附功能更好，抑制的效果更加長遠(yuǎn)。

(3)線性膨脹實(shí)驗(yàn)

把樊家區(qū)塊沙三上鉆屑進(jìn)行清洗、烘干、研磨、粉碎，按照3g水/25g鉆屑的比例將鉆屑分潤濕，在10MPa下壓制半小時(shí)然后制成巖芯。在線性膨脹測量儀上進(jìn)行線性膨脹實(shí)驗(yàn)。通過做線性膨脹的實(shí)驗(yàn)可以看出，百分之五自制的有機(jī)胺的水溶液在抑制泥漿地層粘土水化膨脹上表現(xiàn)是比較好的，氯化鉀、外來樣使膨脹量增大，與之相比，自助有機(jī)胺可以讓巖芯表面吸附從而形成油膜，這樣可以有效的防止水分子進(jìn)入，這樣可以避免井壁出現(xiàn)膨脹失穩(wěn)現(xiàn)象。

(4)XRD測定粘土層間距

把將要選的各種抑制劑放入2%預(yù)水化24h的鈉膨潤土漿中然后迅速的進(jìn)行攪拌約20分鐘，進(jìn)行密封靜放24小時(shí)，再使用離心機(jī)在10000rpm下離心30min，取下部沉淀進(jìn)行XRD分析，依據(jù)布拉格公式進(jìn)行計(jì)算鵬潤土層的間距，

從結(jié)果可以看出，氯化鉀、有機(jī)胺對膨潤土的層間水化都有一定的抑制作用，其中氯化鉀的效果是最好的，這樣就符合質(zhì)子化胺基、鉀離子對層狀硅酸鹽晶體層的吸引理論。自制有機(jī)胺對粘土層間距的抑制效果是比較曉得，這樣可以證明已水化的粘土的分散性影響是很微弱的。

(5)加量優(yōu)選

運(yùn)用巖屑回收實(shí)驗(yàn)對自制有機(jī)胺加量進(jìn)行選擇，因?yàn)橛袡C(jī)胺對粘土分散性具有抑制的作用，所以在實(shí)驗(yàn)室的過程當(dāng)中，分別取0.3%、0.5%、1%的加量進(jìn)行評價(jià)，注：巖屑回收率實(shí)驗(yàn)條件需要在77℃下熱滾16h，巖屑顆粒6-10目。實(shí)驗(yàn)結(jié)果就可以看出來，自制有機(jī)胺加量的增大，巖屑的回收率也隨著增高。當(dāng)量加到0.5%的時(shí)候，巖屑的回收實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)已經(jīng)很高了，所以把0.5%作為自制有機(jī)胺在高性能鉆井液配方中的加量的標(biāo)準(zhǔn)。

(6)配伍性評價(jià)

為了更好地考察有機(jī)胺對鉆井液流變性、濾失量、潤滑性等性能的影響，要分別在5%鈉基膨潤土基漿和井漿中參加外來樣A和自制機(jī)胺，試驗(yàn)成果如表5、表6所示。通過表5可以看出不同的有機(jī)胺在鈉土漿中的綜合性能可以在表5、表6 看出來，如果在鈉土漿中直接加入外來樣A就會(huì)是濾失量迅速增加，然在膠體性比較好的井漿中，可以起到降濾失量的作用。這就表明添加物質(zhì)的順序要求是非常重要的，自制的有機(jī)胺對已經(jīng)分散完的粘土顆粒抑制性溫和，濾失量的產(chǎn)生的影響也不是很大，對于添加的順序以及配套的處理要求都不是很高，適合廣泛的使用。

表5不同有機(jī)胺在鈉土漿中的綜合性能評價(jià)

表6不同有機(jī)胺在井漿中的綜合性能評價(jià)

2.現(xiàn)場應(yīng)用

新型有機(jī)胺抑制劑在鹽22-斜102井在現(xiàn)場進(jìn)行了使用。這個(gè)井的井深設(shè)計(jì)為4060m，井底的溫度為147度，-增-穩(wěn)-降-直五段制井眼軌跡，沙三段及沙四純上井段易水化垮塌，這就對鉆井液性能的穩(wěn)定性、抗溫、抑制防塌等有較高要求，加入有機(jī)胺抑制劑對于維護(hù)鉆井液的穩(wěn)定性和抑制防塌都起到了很好的作用，但是在加入鉆井液后粘切及濾失量增加情況比較明顯，新型有機(jī)胺的出現(xiàn)很好的解決了這個(gè)問題。

3.結(jié)論

新型有機(jī)胺抑制劑有很多優(yōu)勢，它有很強(qiáng)的質(zhì)子化能力，而且對于鉆屑的吸附能力也是很強(qiáng)的，長鏈烷基能夠在吸附的表面上形成油膜，避免水進(jìn)入，可以搞笑的控制泥頁巖鉆屑的擴(kuò)散。還可以通過改變分子的大小對已經(jīng)分散的粘土的層間抑制能力進(jìn)行調(diào)整，這樣可以使土相維持在原有的分散狀態(tài)，這樣對鉆井液體系的造壁性和濾失量的影響都會(huì)減少，井壁上面的油膜和少量的濾失量使頁巖膨脹系數(shù)變小，這樣有利于井壁的穩(wěn)定性，和目前使用的有機(jī)胺相比適用性更加好，使用的范圍更加的廣泛。

[1]蘇秀純,李洪俊,代禮揚(yáng),等．強(qiáng)抑制性鉆井液用有機(jī)胺抑制劑的性能研究．《鉆井液與完井液》，2011．2．

[2]王中華．鉆井液性能及井壁穩(wěn)定問題的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)．《斷塊油氣田》,2009．1．

(責(zé)任編輯 李田田)

Study and Application of New-type Organic Amine Inhibitor

Ru Zonglin
（Suzhou Dianyue New-type Building Materials Co., Ltd., Anhui, 235200）

High-performance water-based drilling fl uid is regarded as one liquid, which is possible to replace the oil engine drilling fl uid, and its main processing agent is one kind of organic amine inhibitor. In the process of practical on-site using, if the order of adding the organic amine is not right or the supporting treating agent is not matched, it will turn the knowledge fl ow pattern into one bad pattern and the quality of mud cake will also be in fl uenced, besides, the filter loss will increase, even lead to the water-swelling of water sensitive strata, as a result, will in fl uence the stability of well’s wall. Therefore, the study of one new-type organic amine inhibitor with inhibitive ability, small in fl uence on the property of drilling fl uid and strong adaptation is very necessary.

organic amine； high-performance water-based drilling fl uid；inhibitor

T

A

汝宗林（1973～），男，宿州典躍新型建筑材料有限公司；研究方向：精細(xì)化工。