新型有机胺抑制剂的研制及应用

＊汝宗林

（宿州典跃新型建筑材料有限公司 安徽 235200）

新型有机胺抑制剂的研制及应用

＊汝宗林

（宿州典跃新型建筑材料有限公司 安徽 235200）

高性能水基钻井液被当做是一种很有可能替代油机钻井液的一种液体，它的主要处理剂就是一种机胺类抑制剂。在实际的现场使用的过程当中，在添加有机胺的时候加入的顺序不正确，配套的处理剂与之不符和，就会知识流型变差，泥饼的质量也会收到影响，滤失量也会增大，严重的还会导致水敏性地层吸水膨胀，这样就会对井壁的稳定性造成影响。所以，研究一种具有抑制性，还对钻井液性能影响小，适应性比较强的新型的有机胺抑制剂是非常有必要的。

有机胺；高性能水基钻井液；抑制剂

这些年随着社会的不断发展，新型化学剂更是层出不穷，这就需要制定相关的标准体系以及管理才能更好的满足油田的发展和技术的进步。当前我国的钻井化学剂方面的国家标准、行业标准、中石化标准还有油田标准都已经不能满足油田生产的需求了，在标准的连接方面，还不能够与市场很好的结合到一起。所以我们要对钻井化学剂企业标准的管理加大力度，不断地进行完善，提高处理剂的质量，可以使企业之间进行很好的竞争，来满足钻井技术的需求。制定出能够跟上现在发展脚步的油田标准。

1.室内实验

(1)新型有机胺抑制剂的合成

有机胺对于粘土的一直基团是胺基，胺基上的基团看了一给胺基的负电荷的密度造成影响，进而会对一定pH下的质子化效率造成影响；胺基上的基团的大小能够对胺基进入粘土层间的位阻和吸附的稳定性造成影响；胺基和粘土在吸附之后，在外边暴漏的基团就会对粘土颗粒的亲水和疏水性能造成影响。依照上述情况，研究设计并合成了兼备的短烷基和长烷基的多烷基叔胺，详细的步骤：在四口烧瓶中放入冷凝管、分水器、搅拌器以及温度计，然后在加入按照份子设计选择的小分子胺类物质，然后依据摩尔定律的比列放入长链有机酸，然后一边搅拌一边加热，到一定温度的时候，在高温下发生脱水现象，从而生成算胺，最后加入液溴使之发生霍夫曼的降级效应，产生拥有不同基团的有机胺。

(2)岩屑回收实验

实验使用樊家区块易塌井段钻屑作为评价用钻屑,进行了三次岩屑回收的实验，从岩屑回收的实验结果可以看出来，自制有机胺在加量为1%的时候，有很好的页岩抑制性，自制的有机胺的一次岩屑的回收率比外来的有机胺产品的效果更加好。此外，自制有机胺的二次和三次岩屑回收率比3%KCL要高很多，这样可以看出自制有机胺比钾离子的吸附功能更好，抑制的效果更加长远。

(3)线性膨胀实验

把樊家区块沙三上钻屑进行清洗、烘干、研磨、粉碎，按照3g水/25g钻屑的比例将钻屑分润湿，在10MPa下压制半小时然后制成岩芯。在线性膨胀测量仪上进行线性膨胀实验。通过做线性膨胀的实验可以看出，百分之五自制的有机胺的水溶液在抑制泥浆地层粘土水化膨胀上表现是比较好的，氯化钾、外来样使膨胀量增大，与之相比，自助有机胺可以让岩芯表面吸附从而形成油膜，这样可以有效的防止水分子进入，这样可以避免井壁出现膨胀失稳现象。

(4)XRD测定粘土层间距

把将要选的各种抑制剂放入2%预水化24h的钠膨润土浆中然后迅速的进行搅拌约20分钟，进行密封静放24小时，再使用离心机在10000rpm下离心30min，取下部沉淀进行XRD分析，依据布拉格公式进行计算鹏润土层的间距，

从结果可以看出，氯化钾、有机胺对膨润土的层间水化都有一定的抑制作用，其中氯化钾的效果是最好的，这样就符合质子化胺基、钾离子对层状硅酸盐晶体层的吸引理论。自制有机胺对粘土层间距的抑制效果是比较晓得，这样可以证明已水化的粘土的分散性影响是很微弱的。

(5)加量优选

运用岩屑回收实验对自制有机胺加量进行选择，因为有机胺对粘土分散性具有抑制的作用，所以在实验室的过程当中，分别取0.3%、0.5%、1%的加量进行评价，注：岩屑回收率实验条件需要在77℃下热滚16h，岩屑颗粒6-10目。实验结果就可以看出来，自制有机胺加量的增大，岩屑的回收率也随着增高。当量加到0.5%的时候，岩屑的回收实验的数据已经很高了，所以把0.5%作为自制有机胺在高性能钻井液配方中的加量的标准。

(6)配伍性评价

为了更好地考察有机胺对钻井液流变性、滤失量、润滑性等性能的影响，要分别在5%钠基膨润土基浆和井浆中参加外来样A和自制机胺，试验成果如表5、表6所示。通过表5可以看出不同的有机胺在钠土浆中的综合性能可以在表5、表6 看出来，如果在钠土浆中直接加入外来样A就会是滤失量迅速增加，然在胶体性比较好的井浆中，可以起到降滤失量的作用。这就表明添加物质的顺序要求是非常重要的，自制的有机胺对已经分散完的粘土颗粒抑制性温和，滤失量的产生的影响也不是很大，对于添加的顺序以及配套的处理要求都不是很高，适合广泛的使用。

表5不同有机胺在钠土浆中的综合性能评价

表6不同有机胺在井浆中的综合性能评价

2.现场应用

新型有机胺抑制剂在盐22-斜102井在现场进行了使用。这个井的井深设计为4060m，井底的温度为147度，-增-稳-降-直五段制井眼轨迹，沙三段及沙四纯上井段易水化垮塌，这就对钻井液性能的稳定性、抗温、抑制防塌等有较高要求，加入有机胺抑制剂对于维护钻井液的稳定性和抑制防塌都起到了很好的作用，但是在加入钻井液后粘切及滤失量增加情况比较明显，新型有机胺的出现很好的解决了这个问题。

3.结论

新型有机胺抑制剂有很多优势，它有很强的质子化能力，而且对于钻屑的吸附能力也是很强的，长链烷基能够在吸附的表面上形成油膜，避免水进入，可以搞笑的控制泥页岩钻屑的扩散。还可以通过改变分子的大小对已经分散的粘土的层间抑制能力进行调整，这样可以使土相维持在原有的分散状态，这样对钻井液体系的造壁性和滤失量的影响都会减少，井壁上面的油膜和少量的滤失量使页岩膨胀系数变小，这样有利于井壁的稳定性，和目前使用的有机胺相比适用性更加好，使用的范围更加的广泛。

[1]苏秀纯,李洪俊,代礼扬,等．强抑制性钻井液用有机胺抑制剂的性能研究．《钻井液与完井液》，2011．2．

[2]王中华．钻井液性能及井壁稳定问题的几点认识．《断块油气田》,2009．1．

(责任编辑 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

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A

汝宗林（1973～），男，宿州典跃新型建筑材料有限公司；研究方向：精细化工。