技术摘要：
本发明公开了一种油基钻井液用流型调节剂及制备方法，其原料配方包括4‑8份的异氰酸酯、50‑85份的聚醚多元醇、0.5‑5份的小分子胺类化合物、0.1‑0.5的催化剂、5‑40份溶剂。本发明所述的油基钻井液用流型调节剂在低剪切速率下具有良好的悬砂能力；而高剪速率下，具有 全部
背景技术：
油基钻井液具有抗高温、抗盐、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小 等诸多优点，在国内外已广泛使用。但由于环境、成本、安全等因素，国内一般在页岩气开发 井，井壁容易垮塌失稳的难点井，大斜度井及大位移井等使用油基钻井液。而这类井一般面 临压力窗口窄，井壁容易垮塌失稳，井眼清洁难度高等作业难题，这就要求油基钻井液不仅 具有良好的井壁稳定效果，还要具有高效稳定的流变性能，以保证钻井液在静止时具有较 强的悬浮岩屑能力，避免形成岩屑床；在动态情况下能够及时将岩屑带离井底，具有良好的 携砂能力，从而避免由于钻井液静切力过大引起的开泵困难或憋漏地层等复杂情况产生， 同时也能够避免在起下钻过程中的压力激动过大，减少井下复杂事件发生的概率。 目前，国内主要以有机土和亲油胶体作为油基钻井液的增粘提切剂，以提高钻井 液的动切力。公开号为CN106336859A(公开日2017-01-18)的中国发明专利公开了一种组合 物及其应用和油基钻井液及提高油基钻井液切力的方法，其组合物含有两亲性嵌段共聚 物、聚氨酯和酸性离子化合物，能够有效提高钻井液的切力，降低有机土用量，有效低解决 钻井流变性和携砂能力。公开号CN 103666414 A(公开日2014-03-26)的中国发明专利公开 了一种矿物油基钻井液用聚酰胺基胺流型调节剂及其制备方法，该调节剂是由二聚脂肪酸 和多元胺酰胺化反而制得，利用分子量大，活性官能团多，能在有机土表面形成多点吸附， 并难以解吸附，从而提高凝胶性质。公开号CN 102585785 A(公开日2012-07-18)的中国发 明专利公开了一种改进油基钻井液流变性能的方法，通过加入纳米二氧化硅等混合物，利 用其在油相中可逆的颗粒结构间的相互作用显示出良好的剪切稀释性，从而改进油基钻井 液的流变性能，增大钻速。 但由于现有技术的提切效果差，需要添加大量的流型调节剂，容易导致油基钻井 液高温稠化，粘切过大，导致体系流变性能难以调节；或者技术难度大，不易实现，目前油基 钻井液中仍缺乏触变性能优异的流型调节剂，以不断满足现有钻井液工程中，越来越高的 静态悬砂以及动态携砂的要求。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种油基钻井液用流型调节 剂及制备方法，本发明提供的流型调节剂是一种改性聚氨酯化合物，通过特殊的分子结构 设计以及特定的化学反应，在其分子结构上引入强氢键缔合能力的脲基基团，由于氢键键 能介于范德华力和化学键键能之间，搅拌所产生的切力可以打开氢键。 本发明提供的流型调节剂在静态时氢键缔合，表观粘度大，而动态时，搅拌所产生 的切力可以打开氢键，表观粘度降低，具有良好的剪切稀释性以及触变性能，可以在水平 3 CN 111574674 A 说 明 书 2/5 页 井、大位移井等对静态悬砂，动态携砂要求较高的油基钻井液体系中作流型调节剂。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种油基钻井液用流型调节剂，所述油基钻井液用流型调节剂是一种聚氨酯化合 物，包含如下质量份数的原料制备而成: 进一步地，所述油基钻井液用流型调节剂为端羟基聚氨酯化合物和端胺基聚氨酯 化合物的组合物，羟基封端，化学稳定好，其中聚醚多元醇中羟基的摩尔数和小分子胺基化 合物中氨基的摩尔数之大于异氰酸酯中-CNO的摩尔数。 进一步地，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮 二异氰酸酯中的一种或多种。 进一步地，所述的聚醚多元醇为聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或多种。 进一步地，所述的小分子胺类化合物为对苯二胺、二醇胺、二氨基二环已基甲烷、 二氨基二苯醚等中的一种或多种。 进一步地，所述的催化剂为有机金属化合物，优选为有机锡、有机锌、有机铋中一 种或多种。 进一步地，所述的溶剂为二甲苯、三甲苯、溶剂油、白油、柴油中的一种或多种。 本发明还提供了上述技术方案所述钻井液用流型调节剂的制备方法，包括以下步 骤： 1)将一定比例的聚醚多元醇和溶剂加入反应釜中，搅拌升温至100-130℃真空条 件下脱水2-4小时。 2)将温度降至50℃以下，加入小分子胺类化合物，混合搅拌10-30分钟； 3)高速搅拌，缓慢加入异氰酸酯，反应0.5-2小时，然后升温至60-90℃，继续反应 1-2小时； 4)加入催化剂，继续搅拌反应1-2小时； 5)降温至50℃以下出料，即可得产物。 本发明的有益效果在于： 本发明所提供的油基钻井液用流型调节剂是一种端羟基聚氨酯化合物，化学稳定 好，通过特殊的分子结构设计以及特定的化学反应，羟基封端，并在其分子结构上引入脲基 基团，具有强氢键缔合能力，提供良好的触变型，以实现低剪切速率下粘度偏大，具有良好 的携砂能力；而高剪速率下可利用搅拌所产生的切力打开部分氢键，降低粘度，具有较好的 动态携砂能力，有利于快速钻进阶段，保持井眼良好清洁状态，提高钻进质量和速度，特别 适合用在水平井、大位移井等对静态悬砂，动态携砂要求较高的油基钻井液体系中作流型 调节剂。 4 CN 111574674 A 说 明 书 3/5 页
本发明公开了一种油基钻井液用流型调节剂及制备方法，其原料配方包括4‑8份的异氰酸酯、50‑85份的聚醚多元醇、0.5‑5份的小分子胺类化合物、0.1‑0.5的催化剂、5‑40份溶剂。本发明所述的油基钻井液用流型调节剂在低剪切速率下具有良好的悬砂能力；而高剪速率下，具有 全部
背景技术：
油基钻井液具有抗高温、抗盐、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小 等诸多优点，在国内外已广泛使用。但由于环境、成本、安全等因素，国内一般在页岩气开发 井，井壁容易垮塌失稳的难点井，大斜度井及大位移井等使用油基钻井液。而这类井一般面 临压力窗口窄，井壁容易垮塌失稳，井眼清洁难度高等作业难题，这就要求油基钻井液不仅 具有良好的井壁稳定效果，还要具有高效稳定的流变性能，以保证钻井液在静止时具有较 强的悬浮岩屑能力，避免形成岩屑床；在动态情况下能够及时将岩屑带离井底，具有良好的 携砂能力，从而避免由于钻井液静切力过大引起的开泵困难或憋漏地层等复杂情况产生， 同时也能够避免在起下钻过程中的压力激动过大，减少井下复杂事件发生的概率。 目前，国内主要以有机土和亲油胶体作为油基钻井液的增粘提切剂，以提高钻井 液的动切力。公开号为CN106336859A(公开日2017-01-18)的中国发明专利公开了一种组合 物及其应用和油基钻井液及提高油基钻井液切力的方法，其组合物含有两亲性嵌段共聚 物、聚氨酯和酸性离子化合物，能够有效提高钻井液的切力，降低有机土用量，有效低解决 钻井流变性和携砂能力。公开号CN 103666414 A(公开日2014-03-26)的中国发明专利公开 了一种矿物油基钻井液用聚酰胺基胺流型调节剂及其制备方法，该调节剂是由二聚脂肪酸 和多元胺酰胺化反而制得，利用分子量大，活性官能团多，能在有机土表面形成多点吸附， 并难以解吸附，从而提高凝胶性质。公开号CN 102585785 A(公开日2012-07-18)的中国发 明专利公开了一种改进油基钻井液流变性能的方法，通过加入纳米二氧化硅等混合物，利 用其在油相中可逆的颗粒结构间的相互作用显示出良好的剪切稀释性，从而改进油基钻井 液的流变性能，增大钻速。 但由于现有技术的提切效果差，需要添加大量的流型调节剂，容易导致油基钻井 液高温稠化，粘切过大，导致体系流变性能难以调节；或者技术难度大，不易实现，目前油基 钻井液中仍缺乏触变性能优异的流型调节剂，以不断满足现有钻井液工程中，越来越高的 静态悬砂以及动态携砂的要求。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种油基钻井液用流型调节 剂及制备方法，本发明提供的流型调节剂是一种改性聚氨酯化合物，通过特殊的分子结构 设计以及特定的化学反应，在其分子结构上引入强氢键缔合能力的脲基基团，由于氢键键 能介于范德华力和化学键键能之间，搅拌所产生的切力可以打开氢键。 本发明提供的流型调节剂在静态时氢键缔合，表观粘度大，而动态时，搅拌所产生 的切力可以打开氢键，表观粘度降低，具有良好的剪切稀释性以及触变性能，可以在水平 3 CN 111574674 A 说 明 书 2/5 页 井、大位移井等对静态悬砂，动态携砂要求较高的油基钻井液体系中作流型调节剂。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种油基钻井液用流型调节剂，所述油基钻井液用流型调节剂是一种聚氨酯化合 物，包含如下质量份数的原料制备而成: 进一步地，所述油基钻井液用流型调节剂为端羟基聚氨酯化合物和端胺基聚氨酯 化合物的组合物，羟基封端，化学稳定好，其中聚醚多元醇中羟基的摩尔数和小分子胺基化 合物中氨基的摩尔数之大于异氰酸酯中-CNO的摩尔数。 进一步地，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮 二异氰酸酯中的一种或多种。 进一步地，所述的聚醚多元醇为聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或多种。 进一步地，所述的小分子胺类化合物为对苯二胺、二醇胺、二氨基二环已基甲烷、 二氨基二苯醚等中的一种或多种。 进一步地，所述的催化剂为有机金属化合物，优选为有机锡、有机锌、有机铋中一 种或多种。 进一步地，所述的溶剂为二甲苯、三甲苯、溶剂油、白油、柴油中的一种或多种。 本发明还提供了上述技术方案所述钻井液用流型调节剂的制备方法，包括以下步 骤： 1)将一定比例的聚醚多元醇和溶剂加入反应釜中，搅拌升温至100-130℃真空条 件下脱水2-4小时。 2)将温度降至50℃以下，加入小分子胺类化合物，混合搅拌10-30分钟； 3)高速搅拌，缓慢加入异氰酸酯，反应0.5-2小时，然后升温至60-90℃，继续反应 1-2小时； 4)加入催化剂，继续搅拌反应1-2小时； 5)降温至50℃以下出料，即可得产物。 本发明的有益效果在于： 本发明所提供的油基钻井液用流型调节剂是一种端羟基聚氨酯化合物，化学稳定 好，通过特殊的分子结构设计以及特定的化学反应，羟基封端，并在其分子结构上引入脲基 基团，具有强氢键缔合能力，提供良好的触变型，以实现低剪切速率下粘度偏大，具有良好 的携砂能力；而高剪速率下可利用搅拌所产生的切力打开部分氢键，降低粘度，具有较好的 动态携砂能力，有利于快速钻进阶段，保持井眼良好清洁状态，提高钻进质量和速度，特别 适合用在水平井、大位移井等对静态悬砂，动态携砂要求较高的油基钻井液体系中作流型 调节剂。 4 CN 111574674 A 说 明 书 3/5 页
