油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種降濾失劑及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能源需求特別是石油天然氣消費量的迅速增加，油氣井鉆探不斷深人，深井超深井的數(shù)目隨之增多，地質(zhì)條件變得復雜，高溫、高壓、高鹽地層環(huán)境使得鉆井液的失水，流變性能等的控制變得困難，對鉆井液和鉆井液處理劑提出了更高要求。降濾失劑作為水基鉆井液的重要處理劑之一，對保證安全、快速、高效鉆井起著重要作用。在鉆井液處理劑中，降濾失劑用量最大，且種類繁多，主要為天然材料或天然材料改性產(chǎn)物和合成聚合物類。天然材料或天然材料改性產(chǎn)物包括腐植酸、纖維素、木質(zhì)素、淀粉類及其衍生物。近年來，為了滿足復雜地層條件安全鉆井的需要，抗高溫、抗鹽以及超高溫鉆井液降濾失劑的研究逐步得到重視。但是，即便在上述降濾失劑有長于發(fā)展的當下，油田開采行業(yè)內(nèi)使用的降濾失劑仍存在各種問題，國內(nèi)很多油田目前仍存在使用浙青做降濾失劑，浙青本身有毒、能污染，大量使用既影響機械鉆速，又對環(huán)境造成惡劣影響。
[0003]現(xiàn)在降濾失劑的研發(fā)產(chǎn)品中，腐植酸類降濾失劑研究較多。腐植酸是一類呈黑色或棕色的無定型大分子化合物。其分子的每個結(jié)構(gòu)單元都是由多環(huán)芳核和活性官能團組成，其活性官能團包括:酚羥基、醇羥基、羧基、羥基醌、烯醇基、磺酸基、胺基、醌基、半醌基、甲氧基和羰基等，因此具有多種功能。基于分子的親水性、絡(luò)合能力以及吸附分散能力較強，常常被選作生產(chǎn)抗高溫降濾失劑的主要材料，使腐植酸類降濾失劑成為目前油田化學品中用量最大的處理劑之一。但是腐植酸類降濾失劑也存在以下幾方面問題:腐植酸類降濾失劑的用量一般為3%-5%，比聚合物類處理劑百分之零點幾的加量大許多。另外用量大還會導致增加固含量，影響泥漿的進一步處理等副作用的發(fā)生；腐植酸的水溶性質(zhì)，不能直接用于油包水鉆井，限制了應(yīng)用；芳香縮合度高，化學性就差，抗鹽能力有限；產(chǎn)品呈黑色或棕色，不利于高標準環(huán)保要求。生產(chǎn)性能優(yōu)良的腐殖酸改性產(chǎn)物，目前還沒有較好的方法,這方面還需改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種原料用料節(jié)省、應(yīng)用范圍大，符合環(huán)保要求的油基鉆井液用降濾失劑生產(chǎn)方法。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，其特征在于:用多種表面活性劑對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合，經(jīng)分散、過濾、烘干、粉碎后得所需產(chǎn)品；
具體操作步驟如下:
I)將50-100kg的褐煤溶解于5-20kg的燒堿中，并加入150-300kg水攪拌反應(yīng)2h后過濾抽提出腐植酸溶液； 2)向步驟I)中得到的腐殖酸溶液中加入10-15kg的十八胺和5-10kg十八烷基三甲基氯化銨，85-90°C下水浴加熱3-8h完全反應(yīng)，經(jīng)此步驟腐植酸上接枝上親油性的長碳鏈十八燒基;
3)取5-10g油酸、3-8g二乙醇胺170-180°C下攪拌加熱反應(yīng)3_5h，然后用鹽酸調(diào)節(jié)PH到5-6，得到脂肪酸酰胺；
4)將步驟2)和步驟3)所得產(chǎn)物混合，70-95°C下聚合反應(yīng)使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；
5)將步驟4)得到的產(chǎn)品經(jīng)分散、過濾后，90-100°C下烘干lh，80目篩粉碎既得產(chǎn)成品。
[0006]本發(fā)明的有益效果為:腐殖酸具有多種官能團，分子本身具有親水性、絡(luò)合能力以及較強的吸附分散能力，非常適合用于作降濾失劑原料；采用本生產(chǎn)方法，將腐殖酸改性接枝長碳鏈的烷基，腐殖酸降濾失劑具有顯著的親油性，能夠在油中溶解或分散，可以直接用于油包水鉆井中，應(yīng)用范圍較廣；其次，腐殖酸本身具有抗高溫的性能，在此基礎(chǔ)上，將腐殖酸和胺結(jié)合更加牢固，高溫下不容易分解，不影響腐殖酸的抗高溫能力；產(chǎn)品同時攜帶親水基和親油基，具有一定的乳化能力和良好的降濾失效果，有利于提高機械鉆速，且具有抗溫能力高達220°C，可用于高溫深井鉆井液。本發(fā)明采用的生產(chǎn)方法簡單，接枝效能高，生產(chǎn)使用的條件和原料在行業(yè)內(nèi)具有開創(chuàng)性，而且無毒，無污染物排放。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。
【具體實施方式】
[0008]為進一步了解本發(fā)明的原理、特點及功效，茲例舉一下實施例并結(jié)合附圖詳細說明如下:
實施例1:油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，用多種表面活性劑對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合，經(jīng)分散、過濾、烘干、粉碎后得所需產(chǎn)品。具體操作步驟為:將50kg的褐煤溶解于5kg的燒堿中，并加入150kg水攪拌反應(yīng)2h后過濾抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入1kg的十八胺和5kg十八烷基三甲基氯化銨，85°C下水浴加熱3h完全反應(yīng)，經(jīng)此步驟腐植酸上接枝上親油性的長碳鏈十八烷基；取5g油酸、3g 二乙醇胺和3mL濃鹽酸混合，170°C下攪拌加熱反應(yīng)3h，得到脂肪酸酰胺；將上述兩步所得產(chǎn)物混合，70°C下聚合反應(yīng)使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后將得到的產(chǎn)品分散、過濾后，90°C下烘干lh，80目篩粉碎既得產(chǎn)成品。
[0009]實施例2:油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，用多種表面活性劑對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合，經(jīng)分散、過濾、烘干、粉碎后得所需產(chǎn)品。具體操作步驟為:將80kg的褐煤溶解于15kg的燒堿中，并加入200kg水攪拌反應(yīng)2h后過濾抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入13kg的十八胺和7kg十八烷基三甲基氯化銨，88°C下水浴加熱5h完全反應(yīng)，經(jīng)此步驟腐植酸上接枝上親油性的長碳鏈十八烷基；取Sg油酸、6g 二乙醇胺和SmL濃鹽酸混合，175°C下攪拌加熱反應(yīng)4h，得到脂肪酸酰胺；將上述兩步所得產(chǎn)物混合，85°C下聚合反應(yīng)使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后將得到的產(chǎn)品分散、過濾后，95°C下烘干lh，80目篩粉碎既得產(chǎn)成品。
[0010]實施例3:油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，用多種表面活性劑對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合，經(jīng)分散、過濾、烘干、粉碎后得所需產(chǎn)品。具體操作步驟為:將10kg的褐煤溶解于20kg的燒堿中，并加入300kg水攪拌反應(yīng)2h后過濾抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入15kg的十八胺和1kg十八烷基三甲基氯化銨，90°C下水浴加熱8h完全反應(yīng)，經(jīng)此步驟腐植酸上接枝上親油性的長碳鏈十八烷基；取1g油酸、Sg 二乙醇胺和1mL濃鹽酸混合，180°C下攪拌加熱反應(yīng)5h，得到脂肪酸酰胺；將上述兩步所得產(chǎn)物混合，95°C下聚合反應(yīng)使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后將得到的產(chǎn)品分散、過濾后，100°C下烘干lh，80目篩粉碎既得產(chǎn)成品。
[0011 ] 本發(fā)明的降濾失機理為:鉆井液瞬時失水期間微細顆粒進入地層形成橋堵。微細顆粒尺寸為孔隙尺寸的1/3或2/3時容易形成橋堵。其次，橋堵形成后，較小的顆粒和細的膠體顆粒都會被滯留住，這些顆粒在地層內(nèi)以一定的方式相互吸附交聯(lián)，形成一層薄而韌的內(nèi)泥餅，達到降低濾失量的作用。最后，在井壁上形成一個表面泥餅。隨著濾液侵入地層，親油膠體的膠體顆粒進一步吸附和沉積在井壁表面，形成一層致密的泥餅，井壁表面的滲透率大大降低，幾乎接近于零。另外，乳化的微細水滴會在表面泥餅的表層形成液阻效應(yīng)，阻止油液的濾失。
【主權(quán)項】
1.油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，其特征在于:用多種表面活性劑對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合，經(jīng)分散、過濾、烘干、粉碎后得所需產(chǎn)品； 具體操作步驟如下: 1)將50-100kg的褐煤溶解于5-20kg的燒堿中，并加入150-300kg水攪拌反應(yīng)24h后過濾抽提出腐植酸溶液； 2)向步驟I)中得到的腐殖酸溶液中加入10-15kg的十八胺和5-10kg十八烷基三甲基氯化銨，85-90°C下水浴加熱，3-4h完全反應(yīng)，經(jīng)此步驟腐植酸上接枝上親油性的長碳鏈十八燒基; 3)取5-10g油酸、3-8g二乙醇胺170-180°C下攪拌加熱反應(yīng)3_5h，然后用鹽酸調(diào)節(jié)PH到5-6，得到脂肪酸酰胺； 4)將步驟2)和步驟3)所得產(chǎn)物混合，85-90°C下聚合反應(yīng)使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺； 5)將步驟4)得到的產(chǎn)品經(jīng)分散、過濾后，90-100°C下烘干6-8h，80目篩粉碎既得產(chǎn)成品。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種油基鉆井液用降濾失劑及其生產(chǎn)方法，其特征在于：對腐植酸進行表面改性，使腐植酸接枝上長碳鏈的烷基，所獲得的產(chǎn)物具有親油乳化性質(zhì)，再與銨鹽聚合得所需產(chǎn)品。具體操作為：一定量的褐煤、燒堿和水攪拌反應(yīng)一段時間后抽提腐植酸溶液；得到的腐殖酸溶液與十八胺和十八烷基三甲基氯化銨制備接枝腐殖酸；油酸、二乙醇胺和濃鹽酸制備脂肪酸酰胺；制備腐殖酸酰胺，經(jīng)分散、過濾和烘干得產(chǎn)成品。本方法，將腐殖酸改性接枝長碳鏈的烷基，腐殖酸降濾失劑具有顯著的親油性，能夠在油中溶解或分散，可以直接用于油包水鉆井中；腐殖酸和胺結(jié)合牢固，抗高溫能力強；產(chǎn)品具有一定的乳化能力和良好的降濾失效果。本生產(chǎn)方法簡單，不污染環(huán)境。
【IPC分類】C08H99/00, C09K8/035, C09K8/36
【公開號】CN105586017
【申請?zhí)枴緾N201410564867
【發(fā)明人】楊靜
【申請人】天津天誠拓源科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2014年10月22日