一种改性沥青颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油渐青领域，具体涉及一种改性渐青颗粒及其制备方法。
【背景技术】
[000引渐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。渐青类产品一般含有不溶于水的渐青颗粒，并且有一定的软化点。当 井眼内有足够高的温度和压力时，渐青颗粒软化变形，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。渐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。送使钻井工程对钻井液用渐青类产品及 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渐青 (指软化点在10(TC W上，尤其是在12(TC W上），W满足油田钻井工程的需要，具有十分重 要的意义。
[0003] 高软化点渐青的制备工艺一般采用溶剂脱渐青或吹气氧化工艺，CN102464989A、 CN102876344A、CN102464988A和CN102382696A等公开了几种用于钻井液中的高软化点渐 青或渐青颗粒的制备方法，渐青软化点一般在12(TC W上，最高达25(TC。
[0004] CN102952526A公开了一种高软化点乳化渐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150~24(TC的渐青、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] US7220：M8B1、CN102876：M4 A、CN102876：M4 A 和 CN102732280A 也公开几种高软 化点渐青的生产方法，渐青产品软化点都在25(TCW，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] 现有的高软化点渐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份高软化点硬渐青、约1份低软化点硬渐青、约1份苛化褐煤W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。送种添加剂组合物可W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渐青的作用效果。采用几种不同软 化点渐青机械混合，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渐青的加入量，进一步增加了 渐青在钻井液分散的难度。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供一种改性渐青颗粒及其制备方法。本发明改性 渐青颗粒具有较高的软化点，高温性能优良，具有良好的变形能力，制备方法简单，在深层 钻井时能够在较宽温度范围的钻井作业条件下持续发挥作用，起到良好的封堵和降滤失效 果。
[0008] 本发明的改性渐青颗粒，按重量份计，包括如下组分： 高软化点渐青I 15~60份； 高软化点渐青II 10~50份； 胶粉颗粒20~50份； 所述的高软化点渐青I包裹在胶粉颗粒外部，高软化点渐青II包裹在高软化点渐青I 外部；其中高软化点渐青II与高软化点渐青I的软化点差为1(T25°C。
[0009] 所述的高软化点渐青I的软化点为15(T28(rC，优选18(T26(rC ;其中高软化点渐 青I可W为市售产品或天然硬渐青，也可W按照本领域常规技术制备，如减压蒸傭工艺、溶 剂脱渐青工艺、吹气氧化工艺等，或几种工艺的结合。
[0010] 所述的高软化点渐青II的软化点为160~30(TC，优选为180~28(TC ;高软化 点渐青II可W为市售产品或天然硬渐青，也可W按照本领域常规技术制备，如减压蒸傭工 艺、溶剂脱渐青工艺、吹气氧化工艺等，或几种工艺的结合。
[0011] 所述的胶粉可W为市售的废旧轮胎胶粉产品或按照现有方法制备，粒径为60-250 目，优选80~200目。
[0012] 本发明的改性渐青颗粒的平均粒径为小于60目。
[0013] 本发明的改性渐青颗粒中优选加入促进剂，W改性渐青颗粒重量为基准，促进剂 加入量为Iwt%~lOwt%，其中促进剂为硫酸盐、季倭盐或木质素礙酸盐中的一种或几种，其 中硫酸盐为改性月桂醇基硫酸钢、仲醇基硫酸钢和混合脂肪醇硫酸钢等中的一种或几种； 季倭盐为十二烷基Η甲基氯化倭、十六烷基Η甲基氯化倭、十八烷基Η甲基氯化倭等中的 一种或几种；木质素礙酸盐为木质素礙酸钢或木质素礙酸巧。
[0014] 本发明的改性渐青颗粒的制备方法，包括如下内容： (1)将高软化点渐青I与相容剂混合得到母液I，然后将母液I均匀喷洒到橡胶粉颗粒 上，经过静置渗透，然后在抽真空条件下除去相容剂，剩余物料经冷冻、粉碎，得到的改性胶 粉颗粒。
[0015] (2)将高软化点渐青II与相容剂混合得到母液II，然后将步骤（1)得到的改性胶 粉颗粒与母液II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 渐青混合物； (3)将步骤（2)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，制备出改性渐青颗粒。
[0016] 本发明方法中，步骤（1)和（2)所述的相容剂为傭程范围在i〇(T35(rc之间的任意 傭分，优选150~30(TC之间的任意傭分，如汽油、煤油或柴油中的一种或几种。
[0017] 本发明方法中，步骤（1)所述的相容剂与高软化点渐青I混合的质量比为 1:5 ~2:1，优选 1:3 ~1:1。
[0018] 本发明方法中，步骤（1)所述的高软化点渐青I与相容剂混合温度为2(T8(rc，优 选25^75°C。混合时间为?Τ60分钟，优选10-30分钟，混合过程可W采用普通的机械揽拌的 方式，使二者混合均匀。
[0019] 本发明方法中，步骤（1)所述的喷洒过程可W采用具有喷洒功能的设备，如喷壶、 喷洒机、喷雾器等，喷洒过程中可W对物料进行翻动或拌和，使母液I均匀分散在橡胶粉颗 粒表面。
[0020] 本发明方法中，步骤（1)所述的静置渗透时间为0. 5^5小时。
[0021] 本发明方法中，步骤（1)所述的抽真空条件为：温度3(Tl3(rC，优选55^100。压 力《8kPa，时间为0. 5^5小时，优选广3小时。
[0022] 本发明方法中，步骤（1)所述的冷冻的条件为：冷冻温度为-10~-5(TC，优 选-2(T-4(rC，冷冻时间5~24小时，优选10-18小时。振动粉碎时间为1~100s，优选 10 ~50s 本发明方法中，步骤（1)得到的改性胶粉颗粒优选与无机微粉进行干混，其中渐青与无 机微粉的质量比为10 ;广100 ;1，所述的无机微粉为石墨、蒙脱±、膨润±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，如娃焼偶联剂、铁酸醋偶联剂等有机改性剂。
[0023] 本发明方法中，步骤（2)所述的相容剂与高软化点渐青II混合的质量比为 1:4 ~2:1，优选 1:3 ~1:1。
[0024] 本发明方法中，步骤（2)所述的压缩气体为空气、氮气或惰性气体中的一种或几 种。
[0025] 本发明方法中，步骤（2)所述的高软化点渐青II与相容剂混合温度为2(T8(rC，优 选25^75°C。混合时间为?Τ60分钟，优