一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤濕劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤濕劑，所述潤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程中由于乳化潤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題。
【專利說明】一種抗高溫油基鉆井液用乳化潤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發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說，本發(fā)明涉及一種 抗高溫油基鉆井液用乳化潤濕劑及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國西部油田超過7000m的超深井和東部油田超過5000m的深井鉆探中， 井底溫度常常超過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)無法正常 進(jìn)行。國內(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濕將會造成 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題。目前市場上的潤濕劑在鉆 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濕劑，能提高油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對親 水組份的油潤濕性能，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濕劑；本發(fā)明的抗高 溫油基鉆井液用乳化潤濕劑能夠提高油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性能和對親水組份 的油潤濕性能，解決鉆探深井超深井過程中由于乳化潤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濕劑在提高油基鉆 井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對親水組份的油潤濕性能中的應(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濕劑，所述 潤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)明所述的潤濕劑，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選所述白油為運(yùn)動粘度（40°C測定） 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)明所述的潤濕劑，所述潤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 述潤濕劑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的潤濕劑，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濕劑在提高 油基鉆井液體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對親水組份的油潤濕性能中的應(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 井超深井過程中由于乳化潤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 和重晶石沉降等問題。
[0026] 利用本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤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] 以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施過程和產(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，出料既得乳化潤濕劑成品。 利用本發(fā)明的抗高溫油基鉆井液用乳化潤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濕劑，其特征在于，所述潤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所述的潤濕劑，其特征在于，所述潤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，出料既得所述潤濕劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的潤濕劑，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濕劑在提高油基鉆井液 體系的高溫乳化穩(wěn)定性和對親水組份的油潤濕性能中的應(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】C09K8/035GK104388062SQ201410577977
【公開日】2015年3月4日 申請日期: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 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院