一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法
2023-05-29 03:33:16
一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法
【專利摘要】本發明特別涉及一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法，這種乳化劑由按重量配比45%~60%的松香酸、15%~20%的環己胺、20%~40%的白油製備而成。製備方法為在反應釜中依次加入松香酸重量的2~3倍的乙醇、松香酸，充分攪拌至松香酸完全溶解並加熱；當反應釜溫度達到60℃~80℃時，在0.5h~1h勻速滴加完環己胺，在100r/min~120r/min的攪拌下保溫反應4h～8h；加熱至90℃~100℃蒸餾出乙醇，加入白油，攪拌0.5h。本發明解決了現有的常用油基鑽井液乳化劑用在無土相鑽井液體系中效果差的問題，同時克服了常用的油基鑽井液乳化劑應用不便、操作繁瑣的缺陷。
【專利說明】一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法，特別涉及一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法，這種鑽井液用乳化劑在高密度油基鑽井液中亦可無須使用潤溼劑。
【背景技術】
[0002]隨著國內外對以頁巖氣為標誌的非常規氣藏的大規模開發的進行，油基鑽井液的應用越來越廣泛。與傳統的水基鑽井液相比，油基鑽井液因其良好的抑制性能、潤滑性能、流變性能在頁巖氣鑽探中得以廣泛應用。
[0003]目前在開發頁巖氣及非常規氣藏的過程中使用的油基鑽井液包括有機土相和無機土相油基鑽井液兩種，主要為有土相油基鑽井液，在我國第一個商業化開採頁巖氣的區塊就採用有土相油基鑽井液。但在高密度條件下，有土相體系暴露出流變性差、起下鑽不暢、易粘卡引發井下複雜事故、低固相含量高、當量循環密度高等缺陷，鑽遇塑性泥巖時機械鑽速低，易誘發井漏。例如我國西南地區某井在鑽遇高壓層位壓井時，由於有土相鑽井液體系流變性差，誘發漏失，該井漏失油基鑽井液450m3,直接經濟損失630萬兀,處理複雜損失工時28天；該區塊另一口井漏失油基鑽井液520m3，直接經濟損失728萬元，處理複雜損失工時35天， 井漏的同時也伴隨嚴重的井控風險。
[0004]無土相油基鑽井液與常規的有土相油基鑽井液相比，除抑制性強、潤滑性好之外，更具有流變性好、相同條件下當量循環密度低、利於提高機械鑽速等突出優點。無土相油基鑽井液只需要很小的驅動力，即可破壞其形成的空間結構，解決高密度含土相鑽井液因結構強度太大而造成憋泵、開泵泵壓過高、當量循環密度過大誘發井漏的問題。
[0005]乳化劑是油基鑽井液的核心處理劑，對於油基鑽井液體系的性能好壞起著至關重要的作用，傳統的用於有土相油基鑽井液體系的乳化劑用在無土相鑽井液體系中普遍存在破乳電壓低、高密度條件下流變性差、加重材料易沉降等缺點；而且目前常用的油基鑽井液乳化劑均分為主乳化劑和副乳化劑，二者必須配合使用，同時為了更好的懸浮加重材料，在油基鑽井液中必須使用潤溼劑對加重材料進行潤溼，導致在實際使用過程中操作維護繁瑣，尤其是高密度油基鑽井液對現場操作人員的技術水平要求較高。
[0006]因此有必要根據無土相油基鑽井液的特性，結合所用的油基鑽井液系列特點，研製出一系列與無土相油基鑽井液相配套的乳化劑產品，滿足非常規油氣藏的開發需要。
【發明內容】
[0007]本發明的目的提供一種油基鑽井液用乳化劑及其製備方法，用於解決現有的常用油基鑽井液乳化劑用在無土相鑽井液體系中效果差的問題，並同時克服常用的油基鑽井液乳化劑應用不便、操作繁瑣的問題。
[0008]為此，本發明的技術方案是:一種油基鑽井液用乳化劑，由以下按重量配比的原材料製備而成:
45%~60%的松香酸，15%~20%的環己胺，20%~40%的白油。[0009]所述的油基鑽井液用乳化劑的製備方法，製備步驟如下:
I)、稱取重量為所述松香酸重量的2~3倍的乙醇，並按照配比分別稱取松香酸、環己胺、白油；
2)、在反應釜中依次按比例加入乙醇、松香酸，充分攪拌至松香酸完全溶解到乙醇中並加熱；
3)、當反應釜溫度達到60°C~80°C時，在0.5h~lh勻速滴加完環己胺，在100 r/mirTl20r/min轉速的攪拌下保溫反應4h~8h ;
4)、繼續加熱至90°C~100°C蒸餾出乙醇，加入白油，攪拌0.5h，製得本油基鑽井液用乳化劑。
[0010]所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為60%、20%、20%。
[0011]所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為45%、15%、40%。
[0012]所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為50%、18%、32%。
[0013]所述白油為3#白油或5#白油。
[0014]本發明的有益效果是:(1)本發明提供的這種油基鑽井液用乳化劑乳化性能強、配伍性佳、抗溫性能好、流變性好，滿足無土相油基鑽井液對鑽井液處理劑的要求，尤其在高密度條件下仍然具有良好效果；(2)本乳化劑屬於廣譜型產品，既可應用於無土相油基鑽井液亦可用於有土相油基鑽井液；(3)本乳化劑為複合型乳化劑，克服了以往乳化劑產品必須主乳化劑、副乳化劑配合使用的缺陷，同時還具有潤溼作用，即使在高密度油基鑽井液中也無須額外使用潤溼劑，體系配方、製備方法和所需設備條件簡單，易於實施；(4)本乳化劑配製的無土相油基鑽井液體系對於基礎油的適應廣泛，可用於白油、柴油、氣制油
坐寸ο
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0016]實施例1:
(I)本實施例提供一種油基鑽井液用乳化劑，由以下按重量配比的原材料製備而成:松香酸:60%，環己胺:20%, 3#白油:20%。
[0017](2)這種油基鑽井液用乳化劑按照以下方法製備:稱取重量為松香酸重量的3倍的乙醇，並按照配比分別稱取原材料；在反應釜中依次按比例加入乙醇、松香酸，充分攪拌至松香酸完全溶解到乙醇中並加熱；當反應釜溫度達到80°C時，在Ih勻速滴加完環己胺，在100 r/min轉速的攪拌下保溫反應8h ;繼續加熱至90°C~100°C蒸餾出乙醇，加入3#白油，攪拌0.5h，製得本油基鑽井液用乳化劑。
[0018](3)本實施例提供的油基鑽井液用乳化劑的性能測試試驗如下:
測試1:乳化劑樣品在無土相油基鑽井液的乳化性能的評價及對高密度鑽井液流變性的影響。
[0019]本試驗採用的無土相油基鑽井液包括以下按重量配比的各組分:80%基礎油和20%的氯化鈣鹽水，以及以基礎油和氯化鈣鹽水的總重量計的1.0%~ 4.0%的乳化劑、2.0%的氫氧化鈣、2.0%的降濾失劑、0.5%的提切劑、1.5%增粘劑和加重材料。
[0020]分別取乳化劑用量為1.0%、2.0%、3.0%及4.0%，按照上述配方製得一組無土相油基鑽井液，將該組無土相油基鑽井液在150°C下熱滾16h，測試鑽井液樣品的破乳電壓、流變性及高溫高壓濾失量，結果見表1。
[0021]表1無土相油基鑽井液性能
【權利要求】
1.一種油基鑽井液用乳化劑，其特徵在於:由以下按重量配比的原材料製備而成: 45%~60%的松香酸，15%~20%的環己胺，20%~40%的白油。
2.如權利要求1所述的油基鑽井液用乳化劑的製備方法，其特徵在於:製備步驟如下: I)、稱取重量為所述松香酸重量的2~3倍的乙醇，並按照配比分別稱取松香酸、環己胺、白油； 2)、在反應釜中依次按比例加入乙醇、松香酸,充分攪拌至松香酸完全溶解到乙醇中並加熱； 3)、當反應釜溫度達到60°C~80°C時，在0.5h~lh勻速滴加完環己胺，在100 r/mirTl20r/min轉速的攪拌下保溫反應4h~8h ; 4)、繼續加熱至90°C~100°C蒸餾出乙醇，加入白油，攪拌0.5h，製得本油基鑽井液用乳化劑。
3.如權利要求1所述的油基鑽井液用乳化劑，其特徵在於:所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為60%、20%、20%。
4.如權利要求1所述的油基鑽井液用乳化劑，其特徵在於:所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為45%、15%、40%。
5.如權利要求1所 述的油基鑽井液用乳化劑，其特徵在於:所述松香酸、環己胺、白油的質量分數分別為50%、18%、32%。
6.如權利要求1所述的油基鑽井液用乳化劑，其特徵在於:所述白油為3#白油或5#白油。
【文檔編號】C09K8/035GK103756652SQ201410024812
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】王京光, 楊斌, 張小平, 趙海峰, 吳滿祥, 王勇強, 劉偉, 曹輝, 寄曉寧 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司工程技術研究院