一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑，所述潤(rùn)濕劑主要由如下重量份成分制備得到：脂肪酸500～700份、N,N-雙(2-羥乙基)乙二胺100～150份、烷基酚聚氧乙烯醚150～200份和白油200～300份。本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑適用于溫度在220℃以下、密度在0.9～2.2g/cm3、油水比在70:30～90:10范圍內(nèi)的柴油和白油基鉆井液體系，解決鉆探深井超深井過(guò)程中由于乳化潤(rùn)濕劑高溫分解造成的鉆井液體系乳化穩(wěn)定性降低、流變性異常和重晶石沉降等問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及深井超深井石油資源勘探與開(kāi)發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)，本發(fā)明涉及一種 抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)我國(guó)西部油田超過(guò)7000m的超深井和東部油田超過(guò)5000m的深井鉆探中， 井底溫度常常超過(guò)180°C甚至200°C。在高溫條件下，水基鉆井液中的各種組分均會(huì)發(fā)生降 解、發(fā)酵、增稠、失效等變化，從而使鉆井液性能發(fā)生劇變，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致鉆井作業(yè)無(wú)法正常 進(jìn)行。國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐表明，采用油基鉆井液鉆進(jìn)水敏性強(qiáng)的地層、深井高溫高壓地層、巨 厚鹽膏層等復(fù)雜地層時(shí)，可以大幅降低井下復(fù)雜事故率，提高機(jī)械鉆速。在油基鉆井液中存 在大量親水性組份，如重晶石和鉆屑等，這些親水固相組份若不能較好的油潤(rùn)濕將會(huì)造成 鉆井液體系流變性變差，乳化穩(wěn)定性降低和重晶石沉降等問(wèn)題。目前市場(chǎng)上的潤(rùn)濕劑在鉆 遇深井超深井時(shí)，易發(fā)生高溫降解、失去作用，而且還存在加量大、效果低等缺陷。本發(fā)明提 供一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑，能提高油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對(duì)親 水組份的油潤(rùn)濕性能，促進(jìn)鉆井液體系的穩(wěn)定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑；本發(fā)明的抗高 溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑能夠提高油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性能和對(duì)親水組份 的油潤(rùn)濕性能，解決鉆探深井超深井過(guò)程中由于乳化潤(rùn)濕劑高溫分解造成的鉆井液體系乳 化穩(wěn)定性降低、流變性異常和重晶石沉降等問(wèn)題；
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑的制備方法；
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于提供所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑在提高油基鉆 井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對(duì)親水組份的油潤(rùn)濕性能中的應(yīng)用。
[0006] 為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑，所述 潤(rùn)濕劑主要由如下重量份成分制備得到：脂肪酸500?700份、N，N-雙（2-羥乙基）乙二 胺100?150份、烷基酚聚氧乙烯醚150?200份和白油200?300份。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明優(yōu)選所述脂肪酸為碳原子數(shù)為2?22的有機(jī)羧 酸；其中優(yōu)選為月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥爾油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕櫚酸、鯨油脂肪 酸、亞麻油脂肪酸和菜籽油脂肪酸中的一種或兩種以上的混合。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述烷基酚聚氧乙烯醚為0P-10。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述白油為運(yùn)動(dòng)粘度（40°C測(cè)定） 在1. 7?3. 3mm2/s范圍的白油；
[0010] 其中更優(yōu)選為3#白油。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，所述潤(rùn)濕劑由包括如下步驟的方法制備得到：將脂肪 酸和N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到反應(yīng)容器中，攪拌下，加熱升溫反應(yīng)，反應(yīng)完 畢，加入烷基酚聚氧乙烯醚，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完畢，降溫，加入3#白油，攪拌均勻，出料既得所 述潤(rùn)濕劑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明優(yōu)選加入烷基酚聚氧乙烯醚后，繼續(xù)反應(yīng)1-3 小時(shí)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明優(yōu)選所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C進(jìn)行反應(yīng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明優(yōu)選所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C反應(yīng) 3-5 小時(shí)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤(rùn)濕劑，本發(fā)明優(yōu)選所述的降溫是降溫至80°C。
[0016] 另一方面，本發(fā)明還提供了前面任意所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑的制備 方法，所述方法包括如下步驟：將脂肪酸和N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到反應(yīng) 容器中，攪拌下，加熱升溫反應(yīng)，反應(yīng)完畢，加入烷基酚聚氧乙烯醚，繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完畢，降 溫，加入3 #白油，攪拌均勻，出料既得所述潤(rùn)濕劑。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選加入烷基酚聚氧乙烯醚后，繼續(xù)反應(yīng)1-3小 時(shí)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C進(jìn)行反應(yīng)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C反應(yīng) 3-5 小時(shí)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選所述的降溫是降溫至80°C。
[0021] 又一方面，本發(fā)明還提供了前面任意所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑在提高 油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對(duì)親水組份的油潤(rùn)濕性能中的應(yīng)用。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的應(yīng)用，本發(fā)明優(yōu)選所述油基鉆井液體系為柴油和白油基鉆井液 體系。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的應(yīng)用，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述油基鉆井液體系為溫度在220°C 以下、密度在〇. 9?2. 2g/cm3、油水比在70:30?90:10范圍內(nèi)的柴油和白油基鉆井液體系。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑及其制備方法和應(yīng) 用。本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑適用于溫度在220°C以下、密度在 0. 9?2. 2g/cm3、油水比在70:30?90:10范圍內(nèi)的柴油和白油基鉆井液體系，解決鉆探深 井超深井過(guò)程中由于乳化潤(rùn)濕劑高溫分解造成的鉆井液體系乳化穩(wěn)定性降低、流變性異常 和重晶石沉降等問(wèn)題。
[0026] 利用本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑配制了不同密度和油水比的白油 基鉆井液，在不同溫度下高溫靜置老化72小時(shí)，測(cè)定白油基鉆井液體系流變性能、電穩(wěn)定 性和重晶石懸浮性能。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱 讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0028] 主要設(shè)備：具有加熱、攪拌、冷卻、抽真空系統(tǒng)的不銹鋼反應(yīng)釜；
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 首先將500份大豆油酸和133份N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到不銹鋼 反應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，加熱升溫至170°C，反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入150份0P-10,繼 續(xù)反應(yīng)2小時(shí)；降溫至80°C，加入200份3#白油，攪拌均勻后，出料既得乳化潤(rùn)濕劑成品。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 首先將600份椰油酸和140份N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到不銹鋼反 應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，加熱升溫至170°C，反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入200份0P-10,繼續(xù) 反應(yīng)2小時(shí)；降溫至80°C，加入200份3#白油，攪拌均勻后，出料既得乳化潤(rùn)濕劑成品。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 首先將700份妥爾油酸和150份N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到不銹鋼 反應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，加熱升溫至170°C，反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入180份0P-10,繼 續(xù)反應(yīng)2小時(shí)；降溫至80°C，加入250份3#白油，攪拌均勻后，出料既得乳化潤(rùn)濕劑成品。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] 首先將250份大豆油酸和133份N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到不銹鋼 反應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，加熱升溫至170°C，反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入150份0P-10,繼 續(xù)反應(yīng)2小時(shí)；降溫至80°C，加入200份3#白油，攪拌均勻后，出料既得乳化潤(rùn)濕劑成品。
[0037] 實(shí)施例5
[0038] 首先將800份大豆油酸和160份N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到不銹鋼 反應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，加熱升溫至170°C，反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完畢，加入250份0P-10,繼 續(xù)反應(yīng)2小時(shí)；降溫至80°C，加入300份3#白油，攪拌均勻后，出料既得乳化潤(rùn)濕劑成品。 利用本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑配制了不同密度和油水比的白油基鉆井液， 在不同溫度下高溫靜置老化72小時(shí)，測(cè)定白油基鉆井液體系流變性能、電穩(wěn)定性和重晶石 懸浮性能。
[0039] 應(yīng)用例1
[0040] 實(shí)驗(yàn)配方：70份5#白油+30份CaCl2水溶液（濃度20% ) +2. 5份乳化劑+1. 5份 乳化潤(rùn)濕劑-實(shí)施例1+2份有機(jī)土 +4份降濾失劑+2份氧化鈣+重晶石。

【權(quán)利要求】
1. 一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑，其特征在于，所述潤(rùn)濕劑主要由如下重量份 成分制備得到：脂肪酸500?700份、N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺100?150份、烷基酚聚 氧乙烯醚150?200份和白油200?300份；所述烷基酚聚氧乙烯醚優(yōu)選為0P10 ;所述白 油優(yōu)選為運(yùn)動(dòng)粘度在1. 7?3. 3mm2/s范圍的白油；更優(yōu)選為3#白油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤(rùn)濕劑，其特征在于，所述脂肪酸為碳原子數(shù)為2?22的有 機(jī)羧酸；其中優(yōu)選為月桂酸、牛脂基脂肪酸、妥爾油脂肪酸、椰油酸、大豆油酸、棕櫚酸、鯨油 脂肪酸、亞麻油脂肪酸和菜籽油脂肪酸中的一種或兩種以上的混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的潤(rùn)濕劑，其特征在于，所述潤(rùn)濕劑由包括如下步驟的方法 制備得到：將脂肪酸和N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到反應(yīng)容器中，攪拌下，加熱升 溫反應(yīng)，反應(yīng)完畢，加入烷基酚聚氧乙烯醚，繼續(xù)反應(yīng)，優(yōu)選反應(yīng)1-3小時(shí)，反應(yīng)完畢，降溫， 加入3#白油，攪拌均勻，出料既得所述潤(rùn)濕劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的潤(rùn)濕劑，其特征在于，所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)不再產(chǎn)生水蒸氣即為終點(diǎn)；其中優(yōu)選反應(yīng)3-5小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的潤(rùn)濕劑，其特征在于，所述的降溫是降溫至60?80°C。
6. 權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑的制備方法，其特 征在于，所述方法包括如下步驟：將脂肪酸和N，N-雙（2-羥乙基）乙二胺依次加入到反應(yīng) 容器中，攪拌下，加熱升溫反應(yīng)，反應(yīng)完畢，加入烷基酚聚氧乙烯醚，繼續(xù)反應(yīng)，優(yōu)選反應(yīng)1-3 小時(shí)，反應(yīng)完畢，降溫，加入3#白油，攪拌均勻，出料既得所述潤(rùn)濕劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C進(jìn)行反應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的加熱升溫反應(yīng)是加熱升溫至 150-200°C反應(yīng) 3-5 小時(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的降溫是降溫至80°C。
10. 權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述抗高溫油基鉆井液用乳化潤(rùn)濕劑在提高油基鉆井液 體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對(duì)親水組份的油潤(rùn)濕性能中的應(yīng)用；優(yōu)選所述油基鉆井液體系為 柴油和白油基鉆井液體系；更優(yōu)選為溫度在220°C以下、密度在0. 9?2. 2g/cm3、油水比在 70:30?90:10范圍內(nèi)的柴油和白油基鉆井液體系。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK104388062SQ201410577977
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】王茂功, 李英敏, 王立輝, 鄭建龍, 王發(fā)云, 楊海軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院