一种沥青组合物颗粒及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种浙青组合物颗粒，具体地说涉及一种油田钻井使用的高软化点浙 青组合物颗粒及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着石油工业的发展，钻井领域不断扩大，浙青类封堵剂在油田钻井中的应用越 来越受到重视。浙青类封堵剂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。对于深层油气田的钻井作业中，一般软化点浙青会因为过度软化或流淌 而无法满足深井下的高温作业要求。高软化点浙青(软化点在100°c以上，尤其是在120°C 以上的浙青）因其出色的抗高温能力则可以满足深层钻井的要求。
[0003] 高软化点浙青在钻井液中使用时，要求以极小的颗粒分散到泥浆体系中，这样既 可以保证浙青分散均匀，又可以避免聚结成大的块状物堵塞振动筛而造成无法使用等问题 的发生。
[0004] 然而，将浙青粉碎成小的颗粒是十分困难的。由于其特殊的物性，普通的粉碎方式 都会在粉碎的过程中放出大量的热，会使浙青随着温度的升高变软、变粘，即使已被粉碎的 小颗粒也会重新粘结成大的颗粒。而且粉碎的粒径越小，这种情况越明显。
[0005] CN1051957A、CN101108963 A、CN1715334A 以及 CN101311243A 相继公开了采用向 浙青中加入碳酸钙或其它惰性固体辅料来解决浙青难于粉碎成细小颗粒的问题。但是这种 方法会造成浙青颗粒中有效成分的降低，而且由于引入其它组分，在使用过程中还有可能 会造成泥浆体系的破坏。
[0006] 此外，单纯的高软化点浙青颗粒在应用于钻井液体系当中时，由于颗粒变形能力 相对有限，粘弹性相对较差，且颗粒粒径分布较窄或没有限制，存在油气层孔径分布宽时， 不能与之很好匹配等问题，而且软化点越高，浙青的脆硬性越明显，难以起到良好的封堵和 降滤失效果。CN103013460A公开了一种将橡胶粉、天然浙青和超细碳酸钙按一定比例混合、 粉碎的方法制备浙青颗粒组合物。这种方法只是将橡胶粉和浙青简单地混合，二者并没有 形成有机的整体，难以在较宽的粘弹区间内持续发挥作用。只能应用于油基钻井液当中，在 水基钻井液中会出现分散困难甚至聚结等问题。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供一种浙青组合物颗粒及其制备方法和应用。本 发明浙青组合物颗粒具有较高的软化点，较好的高温性能和变形能力，制备方法简单、操作 方便，在深层钻井时可以起到良好的封堵和降滤失效果。
[0008] 本发明的浙青组合物颗粒，按重量份计包括如下组分：改性高软化点浙青颗粒 80~95份，胶乳5~20份； 其中所述的改性高软化点浙青颗粒，按重量份计包括如下组分：高软化点浙青50~80 份，橡胶粉颗粒20~50份；高软化点浙青包裹在橡胶粉颗粒外部；所述的高软化点浙青可 以为氧化浙青、溶脱浙青或天然浙青中的一种或几种混合，软化点为12(T220°C ;橡胶粉颗 粒粒径为60~200目，优选80~160目，可以为市售的废旧轮胎胶粉产品，。
[0009] 所述的改性高软化点浙青颗粒的粒径小于60目（代表能够通过60目标准筛的颗 粒)，可以为60~80目、80~120目、120~140目或140目以上中的两种或两种以上的不同粒 径分布组合（60目标准筛下，80目标准筛上部分计为60~80目，依此类推，> 140目为140 目标准筛下部分）；以改性高软化点浙青颗粒的质量为基准，每种粒径分布的含量< 90%， 优选< 70%，更优选< 60% ;按照上述粒径分布含量，优选60~80目的粒径含量< 5%和/或 80~100目的粒径颗粒< 10%。
[0010] 所述的改性高软化点浙青颗粒中，优选加入石墨、蒙脱土、硅粉、膨润土或水滑石 中的一种或几种，加入量占改性高软化点浙青颗粒重量的1%~1〇%。
[0011] 所述的改性高软化点浙青颗粒的制备方法，包括如下内容：将高软化点浙青加热 至熔融态，均匀喷洒到预热好的橡胶粉颗粒上，静置渗透一段时间，经冷冻、粉碎，得到的改 性高软化点浙青颗粒。所述的粉碎过程一般在振动筛中进行振动粉碎，筛下部分即为改性 高软化点浙青颗粒，其中振动筛筛孔大于60目标准筛。
[0012] 其中，高软化点浙青与橡胶粉颗粒的质量比为4 :1~1 :1。
[0013] 所述的喷洒过程可以采用具有喷洒功能的设备，如喷壶、喷洒机、喷雾器等，喷洒 过程中可以对物料进行翻动或拌和，使熔融的高软化点浙青均匀分散在橡胶粉颗粒表面。
[0014] 所述的橡胶粉颗粒预热温度50~120°C，预热时间0. 5~2小时；所述的静置渗 透时间为〇. 5飞小时，在100~200°C温度下静置渗透。然后冷却到室温。
[0015] 所述的冷冻的条件为：冷冻温度为-10~_50°C，优选-2(T-40°C，冷冻时间5~24 小时，优选1〇~18小时。振动粉碎时间为1~100s，优选10~50s。
[0016] 本发明浙青组合物颗粒中，所述的胶乳可以是天然胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳、氯 丁胶乳、聚苯乙烯胶乳或聚丁二烯胶乳中的一种或几种，胶乳的固含量为20wt%~60wt%。
[0017] 本发明浙青组合物颗粒中优选加入促进剂，以浙青组合物颗粒重量为基准，促进 剂加入量为lwt%~10wt%，其中促进剂为硫酸盐、季铵盐或木质素磺酸盐中的一种或几种， 其中硫酸盐为改性月桂醇基硫酸钠、仲醇基硫酸钠和混合脂肪醇硫酸钠等中的一种或几 种；季铵盐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等中 的一种或几种；木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。
[0018] 本发明的浙青组合物颗粒的制备方法，包括如下内容：将胶乳均匀喷洒到改性高 软化点浙青颗粒上，静置渗透一段时间，经真空冷冻干燥，得到浙青组合物颗粒。
[0019] 针对不同粒径分布的改性高软化点浙青颗粒，可以分别喷洒胶乳，制备浙青组合 物颗粒，然后根据需要对不同粒径分布的颗粒进行复配；也可以几种不同粒径分布的高软 化点浙青颗粒混合之后，喷洒胶乳，经冷冻干燥之后，重新筛分，然后复配。
[0020] 本发明方法中，所述的胶乳是天然胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、聚苯乙烯 胶乳或聚丁二烯胶乳中的一种或几种，胶乳的固含量为20wt%~60wt%。
[0021] 本发明方法中，改性高软化点浙青颗粒与胶乳的质量比为5 :1~1 :1。
[0022] 本发明方法中，喷洒胶乳可以采用具有喷洒功能的设备，如喷壶、喷洒机、喷雾器 等，喷洒过程中可以对物料进行翻动或拌和，使胶乳均匀分散在浙青颗粒表面。
[0023] 本发明方法中，所述的静置渗透时间为0. 5~2小时，在常温下静置即可。
[0024] 本发明方法中，真空冷冻干燥的条件为：干燥温度为-10~-50 °C，优 选-2(T-40°C，冷冻时间5~24小时，优选10~20小时。真空冷冻干燥前需进行预冻，预冻 温度为-3(T-50°C，预冻时间为1~4小时。
[0025] 本发明方法中，优选在制备过程中加入促进剂，促进剂需在真空冷冻干燥前加入。
[0026] 本发明浙青组合物颗粒可以应用于深层钻井液体系中，一般应用过程为：将本发 明浙青组合物颗粒加入到钻井液基浆中，优选水基基浆，混合均匀备用；其中浙青组合物颗 粒加入量占钻井液基浆重量的1%~1〇%，所述的基浆是本领域常规的钻井液基浆，基浆的制 备