專利名稱：一種全油基鉆井液有機流變改進劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全油基鉆井液，特別是涉及一種全油基鉆井液的有機流變改進劑的制備方法。
背景技術(shù)：
油基鉆井液是一類典型的觸變性流體，在剪切條件下表現(xiàn)出較低的粘度，剪切停止則必須能夠快速形成一定強度的膠凝結(jié)構(gòu)，以懸浮鉆屑和加重材料。目前油基鉆井液主要是應(yīng)用低粘度、低芳烴含量的基油，如礦物油、內(nèi)烯烴、α-烯烴、酯等。但大多數(shù)有機土在低粘度、低芳烴含量的基油中不能有效地分散或膨脹，需要提高溫度和增加機械力，但是在現(xiàn)場難以達到這種配置條件。而且，由于在這類基油中較低的觸變性質(zhì)，往往需要更高濃 度的有機土，但這樣會增加油基鉆井液的塑性粘度并降低剪切稀釋性質(zhì)。因此，在低粘度、低芳烴含量的油基/合成基鉆井液中通常會使用大量的流型調(diào)節(jié)劑，以使其達到所需的懸浮性能和觸變性。油基鉆井液流變改進劑是目前國外油包水鉆井液和全油基鉆井液中提高懸浮性和觸變性的核心處理劑，而國內(nèi)該類產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用幾乎是空白，難以解決有機土在低粘度、低芳烴基油中不易形成膠凝結(jié)構(gòu)的難題。低粘度、低芳烴基油全油基鉆井液的懸浮性能和觸變性差，嚴重制約了我國油基鉆井液技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于低粘度、低芳烴含量礦物油全油基鉆井液的有機流變改進劑的制備方法，以解決全油基鉆井液動切力低、低剪切速率低粘度低的問題。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種全油基鉆井液有機流變改進劑的制備方法，包括以下步驟I)在130°C 150°C下，多元脂肪酸或其酯與羥烷基取代胺發(fā)生反應(yīng)，其投料比使得所述羥烷基取代胺與所述多元脂肪酸或其酯中半數(shù)的羧酸基團或酯基反應(yīng)；2)在150°C 170°C下，使步驟I)中的反應(yīng)產(chǎn)物與多元有機胺反應(yīng)，其投料使得所述多元有機胺與步驟I)中未酰胺化的羧基或其酯基完全反應(yīng)。所述多元脂肪酸為二元脂肪酸、三元脂肪酸或它們的混合物；所述的酯為二元脂肪酸甲酯、三元脂肪酸甲酯或它們的混合物。混合比例為任意比。優(yōu)選的是，所述羥烷基取代有機胺為二羥乙基胺、二羥丙基胺、二羥異丙基胺、二羥丁基胺、羥乙基乙基胺、羥乙基丙基胺或羥丙基丁基胺。更優(yōu)選的是，所述羥烷基取代有機胺為二羥乙基胺或二羥丙基胺。優(yōu)選的是，所述多元有機胺為含f 6個碳原子的烷撐基多元胺且至少含有2個氮原子，所述多元有機胺可以是乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。使用前，步驟2)所制備的有機流變改進劑由單一有機極性溶劑進行溶解，或由該單一有機極性溶劑與非極性溶劑按質(zhì)量比9 1配制的復合溶劑進行溶解。
其中所述極性溶劑為醇、酮、甘油酯、碳酸酯、胺或呋喃；所述非極性溶劑為煤油、石油醚、柴油或礦物油。優(yōu)選的是，所述的復合溶劑為煤油與碳酸丙烯酯的混合溶劑。本發(fā)明的方法通過結(jié)構(gòu)合適的二元、三元脂肪酸或其甲酯、羥烷基取代胺和多元有機胺制備出低聚酰胺類有機流變改進劑。所制得的產(chǎn)品能夠充分溶解或分散在油相中；同時其分子中的酰胺基、酯基、羥基和烷氧基通過分子間力、氫鍵等弱相互作用與有機土協(xié)同作用，形成具有一定強度的 弱膠凝結(jié)構(gòu)，能夠有效地改善油基鉆井液的懸浮性和觸變性，形成更具剪切稀釋性、動切力高以及快速的弱膠凝強度和低塑性粘度的流體。
具體實施例方式本發(fā)明的改進劑通過多元脂肪酸或其酯與羥烷基取代有機胺和多元有機胺反應(yīng)。多元脂肪酸或其酯是一種通過不飽和脂肪酸或其酯生產(chǎn)的工業(yè)化產(chǎn)品，其主要分子特征是含有兩個或兩個以上的羧基或酯基，其多元羧酸的多數(shù)分子的碳原子數(shù)在22飛O之間，工業(yè)產(chǎn)品中碳原子數(shù)為36的產(chǎn)品為主要組分，其次為碳原子數(shù)為54及以上的組分，極少量的為碳原子數(shù)小于20的組分，其主要組分的分子結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種全油基鉆井液有機流變改進劑的制備方法，包括以下步驟 1)在130°C 150°c下，多元脂肪酸或其酯與羥烷基取代胺發(fā)生反應(yīng)，其投料比使得所述羥烷基取代胺與所述多元脂肪酸或其酯中半數(shù)的羧酸基團或酯基反應(yīng)； 2)在150°C 170°C下，使步驟I)中的反應(yīng)產(chǎn)物與多元有機胺反應(yīng)，其投料使得所述多元有機胺與步驟I)中未酰胺化的羧基或其酯基完全反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述多元脂肪酸為二元脂肪酸、三元脂肪酸或它們的混合物；所述的酯為二元脂肪酸甲酯、三元脂肪酸甲酯或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述羥烷基取代有機胺為二羥乙基胺、二羥丙基胺、二羥異丙基胺、二羥丁基胺、羥乙基乙基胺、羥乙基丙基胺或羥丙基丁基胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述羥烷基取代有機胺為二羥乙基胺或二羥丙基胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述多元有機胺為含Γ6個碳原子的烷撐基多元胺且至少含有2個氮原子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述多元有機胺為乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟2)所制備的有機流變改進劑由單一有機極性溶劑進行溶解，或由該單一有機極性溶劑與非極性溶劑按質(zhì)量比9 1配制的復合溶劑進行溶解。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的制備方法，其特征在于所述極性溶劑為醇、酮、甘油酯、碳酸酯、胺或呋喃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的制備方法，其特征在于所述非極性溶劑為煤油、石油醚、柴油或礦物油。
10.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的制備方法，其特征在于所述的復合溶劑為煤油與碳酸丙烯酯的混合溶劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全油基鉆井液有機流變改進劑的制備方法，包括1)在130℃~150℃下，多元脂肪酸或其酯與羥烷基取代胺發(fā)生反應(yīng)，其投料比使得所述羥烷基取代胺與所述多元脂肪酸或其酯中半數(shù)的羧酸基團或酯基反應(yīng)；2)在150℃~170℃下，使步驟1)中的反應(yīng)產(chǎn)物與多元有機胺反應(yīng)，其投料使得所述多元有機胺與步驟1)中未酰胺化的羧基或其酯基完全反應(yīng)。該方法制備的有機流變改進劑為具有一定強度的膠凝結(jié)構(gòu)，能夠有效地改善油基鉆井液的懸浮性和觸變性，形成更具剪切稀釋性、動切力高以及快速的弱膠凝強度和低塑性粘度的鉆井流體。
文檔編號C07C233/38GK103012180SQ201210575509
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者張現(xiàn)斌, 黃達全, 王偉忠, 馬運慶, 李振杰, 田增艷, 馬翠雪 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司