一種腐植酸油溶性降濾失劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油溶性降濾失劑，具體地說涉及一種鉆井液用腐植酸油溶性降濾 失劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 油基鉆井液具有潤滑性能優(yōu)良、抑制性強、井壁穩(wěn)定性好和抗溫性能好等優(yōu)點，已 經(jīng)得到廣泛應用。而用于油基鉆井液的降濾失劑主要為浙青類產(chǎn)品，浙青類降濾失劑盡管 有良好的降濾失效果，但由于會影響機械鉆速并對環(huán)境造成污染，在高溫深井中，浙青類產(chǎn) 品作為油基鉆井液降濾失劑時，其使用性能受到一定的局限，在高溫條件下，浙青類降濾失 劑不能很好的體現(xiàn)其降濾失性能。此外，浙青類降濾失劑產(chǎn)品存在熒光問題，不能用于探井 的開發(fā)，因此其應用受到越來越多的限制。
[0003] 腐植酸類產(chǎn)品具有抗高溫的特性，主要用于水基鉆井液作頁巖抑制劑、降濾失劑 和降粘劑。由于腐植酸類產(chǎn)品通常是水溶性的，不能直接用于油基鉆井液，需要對其進行改 性，使之變?yōu)橛H油性的，才能夠在油中分散。近年來，國外報道了采用腐植酸改性合成抗高 溫油基鉆井液降濾失劑，如美國用腐植酸與聚亞烷基胺反應，或與C ltl-C3tl的脂肪酸共聚，英 國用腐植酸同長鏈脂肪胺或取代苯胺在壓力下熱解共聚等，而國內(nèi)在這方面的研究很少。
[0004] CN101624516A公開了一種油基鉆井液降濾失劑及其制備方法。該降濾失劑由腐植 酸樹脂150-200份，有機胺60-80份重量組分構成，其中腐植酸樹脂是由腐植酸鉀或腐植酸 鈉和質(zhì)子酸在一定的反應條件下生成的反應產(chǎn)物，質(zhì)子酸為鹽酸、硫酸、磷酸核硝酸中的任 意一種。油基鉆井液降濾失劑的制備方法為，將150-200份腐植酸樹脂和60-80份有機胺 放入密閉容器中，用氮氣驅(qū)氧20-30分鐘后，加熱容器至180-200°C，維持反應時間8-10小 時，反應完成后冷卻至室溫，然后將產(chǎn)物粉碎過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn)品。該 專利所使用的有機胺有三種，聚醚二胺、飽和脂肪單胺、單長鏈季胺。該降濾失劑的降濾失 性能以及耐溫性能還有待進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種鉆井液用腐植酸油溶性降濾失劑及其制備 方法。該降濾失劑組成簡單，降濾失效果良好，能耐高溫，環(huán)保且無熒光，可用于探井的開發(fā) 研究。
[0006] -種腐植酸油溶性降濾失劑，按重量份數(shù)計組成為：100-200份改性腐植酸， 40-80份有機胺，優(yōu)選150-200份改性腐植酸，60-80份有機胺；所述改性腐植酸按重量份數(shù) 計組成為：100-200份腐植酸、150-240份交聯(lián)劑，優(yōu)選150-200份腐植酸，180-220份交聯(lián) 劑。
[0007] 本發(fā)明一種腐植酸油溶性降濾失劑中，所述的有機胺可為聚醚胺，長鏈單胺(如 十二胺、十六胺、十八胺)，長鏈燒基多胺（如辛基乙二胺、十二燒基乙二胺等)，也可為季胺 (如十八烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、二甲基雙十八烷基氯化銨、二甲基雙 十六烷基氯化銨等)，優(yōu)選為十八胺，十八烷基三甲基氯化銨。
[0008] 本發(fā)明一種腐植酸油溶性降濾失劑中，所述的交聯(lián)劑可為硼酸、硼砂、亞甲基雙丙 烯酰胺、環(huán)醚等，優(yōu)選為環(huán)醚，更優(yōu)選為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷。
[0009] -種腐植酸油溶性降濾失劑的制備方法，包括如下步驟： (1)在容器中加入100-200份腐植酸、150-240份交聯(lián)劑，攪拌混合均勻，在密閉容器中 升溫至80-120°C，反應4-8h，烘干。優(yōu)選為150-200份腐植酸，180-220份交聯(lián)劑。反應溫 度優(yōu)選為100_120°C，反應時間優(yōu)選為6-8h。
[0010] (2)在容器中加入100-200份步驟（1)中改性腐植酸，取40-80份有機胺加入改性 腐植酸中，攪拌均勻，在惰性氣體氣氛下將容器加溫至160_230°C，使容器中的改性腐植酸 和有機胺開始反應，在此溫度下反應6-10小時。優(yōu)選為150-200份改性腐植酸，60-80份有 機胺。反應溫度優(yōu)選為180_220°C，反應時間優(yōu)選為8-10小時。
[0011] (3)將反應的產(chǎn)物冷卻到室溫后，用粉碎機粉碎后，過篩即得油基鉆井液降濾失劑 產(chǎn)品。
[0012] 本發(fā)明方法中,所述的惰性氣體包括氦氣、氖氣、氬氣、氮氣等,優(yōu)選氮氣。
[0013] 與現(xiàn)有的腐植酸類油溶性降濾失劑相比，該降濾失劑為多長鏈烷基交聯(lián)改性腐植 酸，有更好的耐溫性能，多長碳鏈交聯(lián)改性使其在油基鉆井液體系中分散更好，有更好的增 粘提切能力，降濾失效果更好，且環(huán)保無熒光，可用于探井的開發(fā)研究。該反應屬固相反應， 操作簡便，產(chǎn)品后處理容易。此外，腐植酸類降濾失劑具有良好的生物降解性，有利于環(huán)境 保護。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明的過程及效果。
[0015] 實施例1 在容器中加入200g腐植酸、240g環(huán)氧丙烷，攪拌混合均勻，在密閉容器中升溫至 120°C，反應6h，烘干。在容器中加入200份上述改性的腐植酸，取IOOg份十八胺加入腐植 酸中，將兩反應物固體晶?；旌?，攪拌均勻，將配好的混合物放入反應容器中，在非密閉的 條件下，用氮氣驅(qū)氧30分鐘后，將反應容器密閉，將密閉的反應容器加溫至200°C，使容器 中的改性腐植酸和有機胺開始反應，在此溫度下反應8小時。將反應的產(chǎn)物冷卻到室溫后， 用粉碎機粉碎后，過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn)品。
[0016] 實施例2 在容器中加入200g腐植酸、200g環(huán)氧丙烷，攪拌混合均勻，在密閉容器中升溫至 120°C，反應4h，烘干。在容器中加入200g上述改性的腐植酸，取80g十八烷基三甲基氯 化銨加入腐植酸中，將兩反應物固體晶?；旌?，攪拌均勻，將配好的混合物放入反應容器 中，在非密閉的條件下，用氮氣驅(qū)氧30分鐘后，將反應容器密閉，將密閉的反應容器加溫至 180°C，使容器中的改性腐植酸和有機胺開始反應，在此溫度下反應10小時。將反應的產(chǎn)物 冷卻到室溫后，用粉碎機粉碎后，過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn)品。
[0017] 實施例3 在容器中加入200g腐植酸、180g環(huán)氧丙烷，攪拌混合均勻，在密閉容器中升溫至80°C， 反應8h，烘干。在容器中加入200份上述改性的腐植酸，取60g十二胺加入腐植酸中，將兩 反應物固體晶?；旌希瑪嚢杈鶆?，將配好的混合物放入反應容器中，在非密閉的條件下，用 氮氣驅(qū)氧30分鐘后，將反應容器密閉，將密閉的反應容器加溫至220°C，使容器中的改性腐 植酸和有機胺開始反應，在此溫度下反應8小時。將反應的產(chǎn)物冷卻到室溫后，用粉碎機粉 碎后，過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn)品。
[0018] 實施例4 在容器中加入200g腐植酸、150g環(huán)氧丙烷，攪拌混合均勻，在密閉容器中升溫至 l〇〇°C，反應6h，烘干。在容器中加入200份上述改性的腐植酸，取50g十六烷基三甲基氯 化銨加入腐植酸中，將兩反應物固體晶粒混合，攪拌均勻，將配好的混合物放入反應容器 中，在非密閉的條件下，用氮氣驅(qū)氧30分鐘后，將反應容器密閉，將密閉的反應容器加溫至 180°C，使容器中的改性腐植酸和有機胺開始反應，在此溫度下反應10小時。將反應的產(chǎn)物 冷卻到室溫后，用粉碎機粉碎后，過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn)品。
[0019] 比較例1 以CN 101624516A中實施例3作為比較例。
[0020] 上述實施例及比較例制備的腐植酸油溶性降濾失劑的相關評價測試方法(流變性 能、降濾失性能）及結(jié)果如下： (1)泥漿配方 所用泥漿配方為：油水比為90 :10 ;1%有機土（一定量的陽離子表面活性劑與粘土反 應而成）；4%的乳化劑輔劑；0. 5%硬脂酸鈣；20%的鹽水（CaCl2) ;3%的石灰；3%的潤濕反轉(zhuǎn) 齊U ;加入5%的降濾失劑用重晶石加重至密度為2. 3g/m3。泥漿高速攪拌30min，攪拌均勻。
[0021] (2)流變參數(shù)的測定 用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測定常溫下泥漿體系的Φ 600、Φ 300、Φ 200、Φ 100、Φ 6、Φ 3,再算 出體系的表觀粘度、塑性粘度、屈服值。
[0022] (3)常溫降濾失量FL 高溫陳化后的泥漿攪拌，依據(jù)API BP 13B標準測定30min、常溫、0. 689MPa下的濾失量 (API濾紙）。
[0023] (4 )高溫高壓降濾失量HTHP 將（1)中陳化后的泥漿攪拌均勻，依據(jù)API BP 13B標準測30min、200°C、30456MPa下 的濾失量(所用濾紙是標準API濾紙)。
[0024] 表1改性HA-I降濾失效果評價
【主權項】
1. 一種腐植酸油溶性降濾失劑，按重量份數(shù)計組成為：100-200份改性腐植酸，40-80 份有機胺；所述改性腐植酸按重量份數(shù)計組成為：100-200份腐植酸、150-240份交聯(lián)劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的降濾失劑，其特征在于：按重量份數(shù)計組成為：150-200份 改性腐植酸，60-80份有機胺；所述改性腐植酸按重量份數(shù)計組成為 ：150-200份腐植酸， 180-220份交聯(lián)劑。
3. 根據(jù)權利要求1所述的降濾失劑，其特征在于：所述的有機胺可為聚醚胺，長鏈單胺 或季胺。
4. 根據(jù)權利要求3所述的降濾失劑，其特征在于：長鏈單胺包括十二胺、十六胺、十八 胺，長鏈烷基多胺包括辛基乙二胺、十二烷基乙二胺，季胺包括十八烷基三甲基氯化銨、 十六烷基三甲基氯化銨、二甲基雙十八烷基氯化銨、二甲基雙十六烷基氯化銨。
5. 根據(jù)權利要求1或3所述的降濾失劑，其特征在于：有機胺為十八胺，十八烷基三甲 基氯化銨。
6. 根據(jù)權利要求1所述的降濾失劑，其特征在于：所述的交聯(lián)劑為硼酸、硼砂、亞甲基 雙丙烯酰胺、環(huán)醚。
7. 根據(jù)權利要求1或6所述的降濾失劑，其特征在于：所述的交聯(lián)劑為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧 丁烷。
8. 權利要求1所述腐植酸油溶性降濾失劑的制備方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 在容器中加入100-200份腐植酸、150-240份交聯(lián)劑，攪拌混合均勻，在密閉容器中 升溫至80-120°C，反應4-8h，烘干； (2) 在容器中加入100-200份步驟（1)中改性腐植酸，取40-80份有機胺加入改性腐植 酸中，攪拌均勻，在惰性氣體氣氛下將容器加溫至160_230°C，使容器中的改性腐植酸和有 機胺開始反應，在此溫度下反應6-10小時； (3) 將反應的產(chǎn)物冷卻到室溫后，用粉碎機粉碎后，過篩即得油基鉆井液降濾失劑產(chǎn) 品。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于：步驟（1)加入150-200份腐植酸，180-220 份交聯(lián)劑，反應溫度為100-120°C，反應時間為6-8h。
10. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于：步驟（2)加入150-200份改性腐植酸， 60-80份有機胺，反應溫度為180-220°C，反應時間為8-10小時，所述的惰性氣體包括氦氣、 氖氣、氬氣、氮氣。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種腐植酸油溶性降濾失劑，按重量份數(shù)計組成為：100-200份改性腐植酸，40-80份有機胺，優(yōu)選150-200份改性腐植酸，60-80份有機胺；所述改性腐植酸按重量份數(shù)計組成為：100-200份腐植酸、150-240份交聯(lián)劑，優(yōu)選150-200份腐植酸，180-220份交聯(lián)劑。該降濾失劑組成簡單，降濾失效果良好，能耐高溫，環(huán)保且無熒光，可用于探井的開發(fā)研究。
【IPC分類】C09K8-035
【公開號】CN104559959
【申請?zhí)枴緾N201310502496
【發(fā)明人】魯嬌, 楊超, 陳楠, 尹澤群, 張喜文, 黎元生, 方向晨
【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撫順石油化工研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月23日