一种高软化点沥青组合物颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油浙青领域，具体涉及一种高软化点浙青组合物颗粒及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 浙青类产品是重要钻井液处理剂之一，具有良好的防塌、润滑、乳化、降滤失和高 温稳定等综合效能。浙青类产品一般含有不溶于水的浙青颗粒，并且有一定的软化点。当 井眼内有足够高的温度和压力时，浙青颗粒软化变形，并被挤入井壁微裂缝中，阻止钻井液 和滤液从微裂缝渗透，与泥饼一起有效地封堵地层。浙青类物质是石油钻井极其有效的防 塌剂和油层保护剂。随着石油勘探与开发的发展，钻井深度不断加深，钻遇地层愈来愈复 杂，定向井、水平井等特殊工艺井的数量逐渐增多。这使钻井工程对钻井液用浙青类产品及 其体系提出了更高的要求。开发出高温性能好、有良好封堵性和降滤失性的高软化点浙青 (指软化点在100°c以上，尤其是在120°C以上），以满足油田钻井工程的需要，具有十分重 要的意义。
[0003] 高软化点浙青的制备工艺一般采用溶剂脱浙青或吹气氧化工艺，CN102464989A、 CN102876344A、CN102464988A和CN102382696A等公开了几种用于钻井液中的高软化点浙 青或浙青颗粒的制备方法，浙青软化点一般在120°C以上，最高达250°C。
[0004] CN102952526A公开了一种高软化点乳化浙青水基钻井液处理剂及其制备方法，所 述钻井液处理剂包括40?70%软化点为150?240°C的浙青、35?50重量％水，0. 02? 2%助剂，0. 05?5 %乳化剂，0. 01?1%稳定剂，该钻井液处理剂具有良好的高温高压降滤 失功能，适用于高温高压的深井及超深井钻井。
[0005] US7220348B1、CN102876344 A、CN102876344 A 和 CN102732280A 也公开几种高软 化点浙青的生产方法，浙青产品软化点都在250°C以，但主要用于生产碳纤维制品、耐火材 料粘结剂及纺丝领域。
[0006] 现有的高软化点浙青在应用于钻井液体系当中时，由于组成单一，存在粘弹范围 较小，使用温度范围较窄等问题，很难在井下持续发挥作用。CN1046176A公开了一种含有预 混合的约2份高软化点硬浙青、约1份低软化点硬浙青、约1份苛化褐煤以及一种强亲油性 非离子表面活性剂的水基钻井泥浆添加剂。这种添加剂组合物可以在宽范围的温度和压力 内有效，但简单的机械混合很难有效的发挥不同软化点浙青的作用效果。采用几种不同软 化点浙青机械混合，简单组合，也都是各自发挥作用，超过软化点之后，就失去作用，想要在 不同温度范围内达到良好的封堵效果，就要保证每种软化点浙青的加入量，进一步增加了 浙青在钻井液分散的难度。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供一种高软化点浙青组合物颗粒及其制备方法。 本发明高软化点浙青组合物颗粒具有较高的软化点，能够在较宽温度范围的钻井作业条件 下持续发挥作用。
[0008] 本发明的高软化点浙青组合物颗粒，以高软化点浙青I为核相，外层包裹高软化 点浙青II，按质量百分比计，包括如下组分：高软化点浙青I 20%?60%，高软化点浙青II 40%?80% ;其中高软化点浙青II与高软化点浙青I的软化点差为1(T25°C。
[0009] 本发明浙青颗粒中，所述的高软化点浙青I的软化点为15(T280°C，优选 18(T260°C，高软化点浙青I为固体粉状，平均粒径< 80 μ m，优选平均粒径< 60 μ m，高软化 点浙青I可以为市售产品或天然硬浙青，也可以按照本领域常规技术制备，如减压蒸馏工 艺、溶剂脱浙青工艺、吹气氧化工艺等，或几种工艺的结合。
[0010] 本发明浙青颗粒中，所述的高软化点浙青II的软化点为160?300°C，优选为 180?280°C，高软化点浙青II可以为粉末状或颗粒状，高软化点浙青II可以为市售产品 或天然硬浙青，也可以按照本领域常规技术制备，如减压蒸馏工艺、溶剂脱浙青工艺、吹气 氧化工艺等，或几种工艺的结合。
[0011] 本发明的高软化点浙青组合物颗粒的制备方法，包括如下内容： (1) 将高软化点浙青II与相容剂混合得到母液，然后将高软化点浙青I与母液在反应 器中混合均匀，从反应器底部通入压缩气体进行吹脱处理，相容剂呈气相经反应器上部出 口排出，经冷却可循环使用，吹脱结束后，出料，冷却得到高软化点浙青混合物； (2) 将步骤（1)得到的混合物、表面活性剂和无机微粉加入到粉碎设备中进行混合粉 碎，即制备出高软化点浙青颗粒。
[0012] 本发明方法中，所述的相容剂为馏程范围在10(T30(TC之间的任意馏分，优选 15(T280°C之间的任意馏分。
[0013] 本发明方法中，相容剂与高软化点浙青II混合的质量比为1:4~2:1，优选 1:3?1:1。
[0014] 本发明方法中，所述的压缩气体为空气、氮气或惰性气体中的一种或几种。
[0015] 本发明方法中，高软化点浙青II与相容剂混合温度为2(T80°C，优选25~75°C。混 合时间为5飞0分钟，优选ΚΓ30分钟，混合过程可以采用普通的机械搅拌的方式，使二者混 合均匀。
[0016] 本发明方法中，所述的反应器为带有搅拌功能的反应容器，反应器下部设有压缩 气体入口，上部设有气体出口。
[0017] 本发明方法中，所述的吹脱处理的条件为：吹脱温度120?300°C，优选为160? 280°C，吹脱时间为0· 3?3小时，压缩气体入口压力为0· 1?0· 5MPa。
[0018] 本发明方法中，吹脱处理过程优选按照如下方式进行：在温度12(T250°C，进行吹 脱处理2(Tl50分钟，然后升温至14(T30(TC，吹脱KTlOO分钟。
[0019] 本发明方法中，所述的吹脱温度始终小于高软化点浙青I的软化点。
[0020] 本发明方法中，高软化点浙青I优选与无机微粉进行干混，其中浙青与无机微粉 的质量比为10 :1~1〇〇 :1，所述的无机微粉为石墨、蒙脱土、膨润土或水滑石中的一种或几 种，无机微粉的粒度小于100 μ m，优选纳米级无机微粉，上述无机微粉优选经过有机改性的 无机微粉，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等有机改性剂。
[0021] 本发明方法中，所述的粉碎设备可以是高速剪切粉碎机、胶体磨、球磨粉碎机 等搅拌或打击搅拌式粉碎设备，粉碎时间为10?60s，粉碎温度为不大于30°C，高软化 点浙青优选在粉碎前进行低温脆化处理，低温脆化处理条件为：温度为O?-60°c，优选 为-10?-30°C，时间为2?48小时，优选为2?10小时。
[0022] 本发明方法中，所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯 化铵、十八烷基三甲基氯化铵、木质素磺酸钠或木质素磺酸钙等中的一种或几种，加入量占 高软化点浙青组合物颗粒重量的0. 059Γ5%，优选0. 59Γ3%。 本发明方法中，所述的无机微粉为石墨、蒙脱土、膨润土或水滑石中的一种或几种，无 机微粉的粒度小于100 μ m，优选纳米级无机微粉，上述无机微粉优选经过有机改性的无机 微粉，加入量占高软化点浙青组合物颗粒重量的1%~1〇%，优选39Γ5%。
[0023] 本发明方法中还可以根据需要加入磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉、羧甲基 纤维素（CMC)、聚乙烯醇纤维和水溶性PVA纤维中的一种或几种。
[0024] 本发明高软化点浙青组合物颗粒的平均粒径为50?150 μ m，优选为60? 100 μ m。
[0025] 本发明高软化点浙青组合物颗粒在油田钻井方面，特别是宽范围温度变化的深层 钻井液体系中应用。
[0026] 与现有技术中本发明的优点在于：本发明高软化点浙青组合物颗粒，外层的软化 点高于核相的软化点1(T25°C，井温在两种软化点区间及附近变化时，高软化点浙青组合物 颗粒的核相先软化，但由于外层浙青的存在，不会发生流淌，当受到外力挤压时，浙青颗粒 容易变形，核相和外层粘弹性差异，也有利于形成致密的泥饼，起到封堵作用，拓宽了高软 化点浙青组合物颗粒的适用温度范围。本发明高软化点浙青组合物颗粒可以根据实际的需 要对核相和外层的浙青进行软化点的调变，可以在较宽的钻井深度范围内持续发挥作用。 本发明高软化点浙青组合物颗粒相比于单一或机械混合的高软化点浙青混合物，具有更强 的变形能力，可以根据实际需要调整颗粒大小，从而使用油层内不同大小的孔的封堵，起到 良好的封堵效果。
【具体实