油基鉆井液用乳化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種油基鉆井液用乳化劑及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液乳化劑品種少，乳化性能、耐溫性能差的問題。本發(fā)明通過采用一種如式（Ⅰ）所示的油基鉆井液用乳化劑及其制備方法的技術(shù)方案，較好的解決了上述問題，可用作油基鉆井液乳化劑，具有良好的乳化性能及耐溫性能，形成的油基鉆井液穩(wěn)定性、耐溫性較好，滿足油田中強(qiáng)水敏、高溫地層鉆井及大位移特殊鉆井、海上水平井等場合的鉆井作業(yè)中。，（I）。
【專利說明】油基鉆井液用乳化劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油基鉆井液用乳化劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油儲量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對深部地層油氣資源 勘探開發(fā)的投入，開發(fā)新的油藏已經(jīng)成為當(dāng)今各大石油公司發(fā)展的迫切要求。我國待探明 的油氣資源主要分布在塔里木、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、吐哈、四川等盆地，其資源量的73%埋藏在 深層，且地下條件異常復(fù)雜，因此深井和超深井油氣鉆探及配套的開發(fā)技術(shù)已成為制約油 氣資源開發(fā)的關(guān)鍵因素。隨著地層深度的增加，深井、超深井的地層溫度也會越來越高，地 層的高溫環(huán)境給鉆井液能否維持穩(wěn)定的性能帶來了極大的挑戰(zhàn)。
[0003] 鉆井液作為鉆井工程的重要組成部分，其性能直接關(guān)系到深井、超深井的鉆井質(zhì) 量、鉆井成本和鉆井周期。相對于水基鉆井液，油基鉆井液具有較強(qiáng)的防塌抑制性、潤滑性 和良好的儲層保護(hù)性能，尤其可滿足強(qiáng)水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井 及海上水平井等特殊轉(zhuǎn)鉆井需要。油基鉆井液，又稱油包水鉆井液，是由油、水、乳化劑、降 濾失劑、活度平衡劑、流型調(diào)節(jié)劑等組成。通常使用的油包水鉆井液含水量在5?30 %之 間（含水量在5%以內(nèi)的一般叫做全油基鉆井液，不稱為油包水鉆井液），但抗高溫達(dá)180°C 以上的油包水鉆井液中水的含量一般在5?10 %，很少超過15%。水的含量增大，攜屑性、 降濾失性和懸浮性、流變性都變好，但熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性都變差，如CN1660958報道了一 種合成基鉆井液，使用的主乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨和壬基酚聚氧乙烯醚的混合 物，盡管在150°C老化16小時后仍有良好的流變性和破乳電壓，水含量最高為25%。專利CN 102031095 A申請公布了一種高溫油包水鉆井液，雖然耐溫能到240°C，但其須借助輔助乳 化劑及氧化鈣的存在才能達(dá)到應(yīng)用效果。油基鉆井液由于基液以油為主，因此價格昂貴，成 本高，全油基鉆井液更是如此，如CN101215461報道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化 劑為長碳鏈脂肪酸酰胺、長碳鏈烷基苯磺酸鈣、聚烯烴羧酸酯中的一種或多種的混合物，盡 管具有低毒、環(huán)保、對儲層傷害小等優(yōu)點(diǎn)，但其制備成本高，限制了其推廣使用。
[0004] 目前市場上提供用作油基鉆井液乳化劑的品種較少，而報道用于強(qiáng)化采油用的乳 化劑品種相對較多，如US4485873、US4545912、CN100531884等報道了聚氧乙烯烷基酚醚 乙酸鹽、雙尾鏈聚氧乙烯磺酸鹽、烷基芳芐基聚氧乙烯醚陰離子表活劑在強(qiáng)化采油方面的 應(yīng)用，但未涉及到其在鉆井液乳化劑方面的用途。國內(nèi)油基鉆井液用乳化劑方面多依賴國 外產(chǎn)品，而且國內(nèi)配套的鉆井液體系也較少。
[0005] 油基鉆井液由于受到成本、環(huán)保要求的限制一直發(fā)展比較緩慢，應(yīng)用的區(qū)塊也較 少，隨著現(xiàn)有油田儲量日益下降，并且新探區(qū)的開采會遇到各種復(fù)雜地層及環(huán)境，急需進(jìn)行 滿足制備穩(wěn)定高效油基鉆井液用乳化劑的研究，以解決油基鉆井液乳化劑品種少，乳化性 能差，不耐鹽、不耐溫的問題，通過提高油基鉆井液中水的比例達(dá)到降低油基鉆井液的成本 問題，為廣泛應(yīng)用油基鉆井液作業(yè)提供技術(shù)支撐。
[0006] 本發(fā)明所述的正是這種高含水量情況下，適合于制備穩(wěn)定高效油基鉆井液用的乳 化劑及其制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液乳化劑品種少，乳化性 能、耐溫性能差的問題，提供一種油基鉆井液用乳化劑。該油基鉆井液用乳化劑具有良好的 乳化性能及耐溫性能，含該類油基鉆井液用乳化劑的油基鉆井液可滿足油田中強(qiáng)水敏、高 溫地層及大位移特殊鉆井、海上水平井鉆井等特殊需要。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二 是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的油基鉆井液用乳化劑的制備方法。
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種油基鉆井液用乳化劑，其分子式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種油基鉆井液用乳化劑，其分子式為：
其中R1為含C8?C3tl飽和或不飽和烴基，R2為氫或者R 3CO, R3為C8?C3tl飽和或不飽 和的煙基，X = 1?10, y = 1?40, z = 0?40。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于所述的R1和R3獨(dú)立選自 C11?C23的飽和或不飽和的烴基，或C11?C23的飽和烴基和不飽和烴基的混合烴基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于所述的R1和R3獨(dú)立選自碳 原子數(shù)為十一、十三、十五、十七、十九、二十一的飽和烴或不飽和烴基，或十一、十三、十五、 十七、十九、二i 的飽和經(jīng)和不飽和經(jīng)的混合經(jīng)基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于X=2~6, y=l~20, ζ=(Γ30。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于χ為2或3, y為1~10。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于ζ=(Γ20。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油基鉆井液用乳化劑，其特征在于所述的油基鉆井液用乳化 劑的制備方法，包括以下步驟： (a) R1Conh(CH2)XNR2CH2CH 2OH (即脂肪?；u乙基二胺）的制備 在堿性催化劑存在下R1COOCH3 (即脂肪酸甲酯）與Nh2(CH2)xNHCH2CH 2OH (即羥乙基二 胺)在8(T220°C的溫度下反應(yīng)2?24小時，反應(yīng)結(jié)束后優(yōu)選減壓蒸餾除去未反應(yīng)的原料和 生成的甲醇得到所述脂肪?；u乙基二胺；其中，脂肪酸甲酯與羥乙基二胺的摩爾比為1 :
0. Γ6 ； (b) R1CONH(CH2)xNR2(CH2CH 2O)y-(OECHCH3O)zH (即脂肪酰基二胺聚氧烯醚）的制備： 在堿性催化劑存在下，步驟（a)所合成的脂肪?；u乙基二胺與所需的環(huán)氧乙烷或環(huán) 氧丙烷進(jìn)行反應(yīng)得到所述的肪酰基二胺聚氧烯醚。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油基鉆井液用乳化劑的制備方法，其特征在于步驟（a)中所 述的堿性催化劑為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的油基鉆井液用乳化劑的制備方法，其特征在于步驟（b)中所 述的堿性催化劑為堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物中的至少一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的油基鉆井液用乳化劑的制備方法，其特征在于步驟（b)的反 應(yīng)溫度為85?180°C，壓力小于0.80MPa表壓。
【文檔編號】C09K8/035GK104232030SQ201310237577
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】陳安猛, 沈之芹, 沙鷗, 高磊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院