一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備與應(yīng)用，制備是在反應(yīng)釜中將胺溶于溶劑中，攪拌均勻，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與脂肪酸，將反應(yīng)釜中混合物加熱至，使其全部溶解，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，應(yīng)用時，黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.01-1.0%，其對黏土的防膨率為60-80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻，黏土防膨劑分子量小、抑制性能好、環(huán)境友好，同時使其具有潤滑的功能。
【專利說明】一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備與應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粘土防膨劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]含胺優(yōu)質(zhì)水基鉆井液是近年來提出的一種符合現(xiàn)代鉆井要求的強抑制性水基鉆井液，該鉆井液主要由頁巖防塌劑、包被劑、防聚結(jié)劑和降濾失劑等組成。其中，胺類頁巖防塌劑為含胺優(yōu)質(zhì)水基鉆井液的關(guān)鍵處理劑，其分子鏈中引入了胺基官能團，通過胺基特有的吸附作用使其能很好地鑲嵌在黏土層間，并使黏土層緊密結(jié)合在一起，降低黏土吸收水分的趨勢。因此，在鉆探過程中遇到泥頁巖地層時，含胺優(yōu)質(zhì)水基鉆井液能有效的解決泥頁巖的水化膨脹、分散導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等一系列問題。
[0003]早期使用的胺類防塌劑如氯化銨、四甲基氯化銨、氯化膽堿等抗溫性較差，易分解出有害氣體氨氣，對泥頁巖的抑制性較差；近年來聚胺類頁巖防塌劑如陽離子型聚亞胺、聚三乙醇胺甲基季銨、聚二甲基二烯丙基氯化銨等在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。聚胺類頁巖防塌劑可提供多個陽離子吸附點，能長久穩(wěn)定頁巖，對泥頁巖有一定的抑制性，但由于其分子量較大，只能吸附在黏土表面，對于膨脹性強的黏土來說聚胺類頁巖防塌劑的抑制效果并不理想。此外，部分聚胺類頁巖防塌劑還存在毒性大、與陰離子處理劑配伍性差等諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備與應(yīng)用，黏土防膨劑分子量小、抑制性能好、環(huán)境友好，同時使其具有潤滑的功能。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:` 一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于5-30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級及其以上純度的乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺及其混合物，所述溶劑為工業(yè)級及其以上純度甲醇、乙醇或者自來水以上純度的水及其混合物；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 1-5的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級及其以上純度的月桂酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、軟脂酸及其混合物；第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至30-10(TC，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為5-1:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級及其以上純度的
女口
廣叩o
[0006]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.01-1.0%，其對黏土的防膨率為60-80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點:小分子胺類化合物能進入黏土層間排除水分子、提供較多的正電荷吸附點，具有持久的黏土穩(wěn)定作用，且小分子胺類防塌劑易降解對環(huán)境友好，同時脂肪酸的長鏈烷基包裹于黏土和巖層的表面，形成一層油膜，具有良好的潤滑性。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0009]實施例1
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于5倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的乙醇胺，所述溶劑為工業(yè)級甲醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1:1的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級的月桂酸；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至30°C，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到 具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
[0010]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的1.0%，其對黏土的防膨率為80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0011]實施例2
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于10倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的三乙醇胺，所述溶劑為工業(yè)級乙醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1:1的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級的油酸；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至40°c，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為1:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
[0012]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.1%，其對黏土的防膨率為75%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0013]實施例3
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于15倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的二乙烯三胺，所述溶劑為工業(yè)級95乙醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 3的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級棕櫚酸；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
[0014]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.05%,其對黏土的防膨率為60%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0015]實施例4
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于20倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為化學(xué)純的三乙烯四胺，所述溶劑為工業(yè)級甲醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 2的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級硬脂酸；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為4:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
[0016]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.2%，其對黏土的防膨率為80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時 顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0017]實施例5
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為物質(zhì)的量比為1:1的工業(yè)級的三乙醇胺和五乙烯六胺，所述溶劑為化學(xué)純的乙醇；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 3的脂肪酸，所述脂肪酸為化學(xué)純油酸；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至60°C，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級及其以上純度的產(chǎn)品。
[0018]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.5%，其對黏土的防膨率為80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
[0019]實施例6
一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，包括以下步驟:
第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的五乙烯六胺，所述溶劑為體積比為1:1的工業(yè)級甲醇和自來水的混合物；
第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 4的脂肪酸，所述脂肪酸為物質(zhì)的量比為1:1的工業(yè)級月桂酸和油酸混合物；
第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解；
第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫；
第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為3:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。[0020]應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.6%，其對黏土的防膨率為75%，并且應(yīng) 用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
【權(quán)利要求】
1.一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于5-30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級及其以上純度的乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺及其混合物，所述溶劑為工業(yè)級及其以上純度甲醇、乙醇或者自來水以上純度的水及其混合物； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 1-5的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級及其以上純度的月桂酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、軟脂酸及其混合物；第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至30-10(TC，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為5-1:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級及其以上純度的女口廣叩o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于:應(yīng)用時，所述黏土防膨劑用量為油田工作液質(zhì)量的0.01-1.0%，其對黏土的防膨率為60-80%，并且應(yīng)用于鉆井液中時顯著降低鉆井液形成泥餅的摩阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于5倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的乙醇胺，所述溶劑為工業(yè)級甲醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入`與胺中氨基官能團比例為1:1的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級的月桂酸； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至30°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于10倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的三乙醇胺，所述溶劑為工業(yè)級乙醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1:1的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級的油酸； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至40°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為1:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于15倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的二乙烯三胺，所述溶劑為工業(yè)級95乙醇；第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 3的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級棕櫚酸； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于20倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為化學(xué)純的三乙烯四胺，所述溶劑為工業(yè)級甲醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 2的脂肪酸，所述脂肪酸為工業(yè)級硬脂酸； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為4:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟:` 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為物質(zhì)的量比為1:1的工業(yè)級的三乙醇胺和五乙烯六胺，所述溶劑為化學(xué)純的乙醇； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 3的脂肪酸，所述脂肪酸為化學(xué)純油酸； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至60°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為2:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級及其以上純度的產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有潤滑作用黏土防膨劑的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在反應(yīng)釜中將胺溶于30倍的溶劑中，攪拌均勻，所述的胺為工業(yè)級的五乙烯六胺，所述溶劑為體積比為1:1的工業(yè)級甲醇和自來水的混合物； 第二步，攪拌下向反應(yīng)釜中加入與胺中氨基官能團比例為1: 4的脂肪酸，所述脂肪酸為物質(zhì)的量比為1:1的工業(yè)級月桂酸和油酸混合物； 第三步，將反應(yīng)釜中混合物加熱至50°C，使其全部溶解； 第四步，將反應(yīng)釜中混合物的溶劑蒸去，冷卻至室溫； 第五步，將蒸去溶劑的混合物轉(zhuǎn)移至研缽中，加入與胺和脂肪酸總質(zhì)量比為3:1的氯化鉀，研磨均勻，即得到具有潤滑作用黏土防膨劑，所述氯化鉀為工業(yè)級產(chǎn)品。
【文檔編號】C09K8/575GK103773325SQ201410067546
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】張潔, 陳剛, 蔡丹, 李麗麗 申請人:西安石油大學(xué)