油基钻井液用改性多聚酸类提切剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种油基钻井液用改性多聚酸类提切剂及制备方法，主要应用于石油 天然气钻井行业。
【背景技术】
[0002] 油基钻井液具有润滑性好、抑制性强、对地层伤害小等优良性能，已广泛地应用于 各种复杂地层的钻井。但是，油基钻井液切力较低，对钻井液携岩效果防止加重剂沉降产生 不利影响。为保证其具有适当的切力，克服上述问题，通常加入提切剂对油基钻井液切力进 行调节。
[0003] 目前，使用较普遍的提切剂主要有聚丙締酸醋类、改性聚氧乙締酸脂肪胺类、小分 子极性有机物及其混合物类等，例如，中国专利公开号103289657A公开的一种含氣油基钻 井液提切剂及其制备方法，其公开日为2013-09-11，该制备方法按如下配比和步骤进行： 曰、将10~300g的丙締酸醋和0. 1~60g的全氣烷基乙基丙締酸醋加入到1L的二甲亚讽 溶剂中，室溫下揽拌至完全溶解；b、向步骤a的溶解液中加入0. 1~lOg的偶氮二异下腊， 揽拌至溶解，然后置于25oC恒溫水浴中，揽拌并通入氮气25-35min;c、将步骤b的溶液溫 度升至50~80°C，反应4~36h，得聚合物溶液；d、将步骤C的聚合物溶液置入无水丙酬与 无水乙酸体积比为1:1的混合溶液中，沉淀物经干燥、粉碎，得产品。
[0004] 但运些提切剂均存在W下问题：在提高切力的同时会大幅增加塑性粘度，不利于 提升动塑比；在高剪切条件下效果较好，但在低剪切条件下效果不明显；主要官能团的键 能较低，高溫条件下易发生断链、失效。总体而言，现有的提切剂相关技术比较适合于中低 密度油基钻井液，但并不能解决抗高溫高密度油基钻井液中存在的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种油基钻井液用改性多 聚酸类提切剂及制备方法。本发明通过脱水缩聚反应形成的高溫油基钻井液用改性多聚酸 类提切剂，该提切剂属于低分子类的聚合物提切剂，提切能力强，不影响塑性粘度，能够有 效提高钻井液动塑比，稳定的分子结构也使其具有较强的抗高溫能力。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种油基钻井液用改性多聚酸类提切剂，其特征在于，由如下组份构成：多聚酸、多締 多胺和伯胺，其中，多聚酸单体与多締多胺单体的摩尔比为1.8~2 : 0.9~1.1，伯胺的摩 尔加入量与多締多胺单体相同。
[0007] 所述多聚酸为一种混合物，由油酸、亚油酸W及油酸、亚油酸的二聚体和Ξ聚体构 成，其中，质量比为：油酸与亚油酸0. 5%~1%，Ξ聚体为1~1. 5%，余量为二聚体。
[0008] 所述多締多胺为乙二胺、二乙締Ξ胺、Ξ乙締四胺、四乙締五胺中的一种。
[0009] 所述伯胺为丙胺、下胺、二乙胺、异丙胺、苯胺中的一种。
[0010] 一种油基钻井液用改性多聚酸类提切剂的制备方法，其特征在于：由多聚酸、多 締多胺和伯胺经脱水反应缩聚而成，其中，多聚酸单体与多締多胺单体的摩尔比1. 8~ 2 : 0.9~1.1，伯胺的加入量与多締多胺单体相同。
[0011] 所述制备方法具体包括如下步骤： 曰、将多聚酸与多締多胺单体按照摩尔比1.8~2 : 0.9~1.1，在油浴中加热至75~ 85°C，揽拌速度为200~25化/min,揽拌25~35min至混合混匀； b、保持揽拌速度，将油浴溫度缓慢提升至145°C~155°C，保溫4~化； C、加入伯胺，将油浴溫度提升至165°C~175°C，保溫1~化；t停止加热与揽拌，待溫度冷却至室溫，即得到改性多聚酸类提切剂。
[0012] 所述步骤a中，将多聚酸与多締多胺单体按照摩尔比1.8~2 : 0.9~1.1加入 装置中，在油浴加热至80°C，低速揽拌30min至混合混匀。
[0013] 所述步骤b中，在装置上添加分水器，分水器接口处添加冷凝管，并通入循环冷凝 水，保持揽拌速度，将油浴溫度提升至150°C，保溫化。
[0014] 所述步骤C中，加入与多締多胺等物质的量的伯胺，将油浴溫度提升至170°C，保 溫化。
[001引所述步骤d中，将收集的反应副产物水排除，停止加热与揽拌，待溫度冷却至室溫 倒出，即得到改性多聚酸类提切剂。
[0016] 采用本发明的优点在于： 1、本发明中的提切剂是在反相乳液中通过自组装缔合形成空间网架结构，增强提切效 果。
[0017] 2、本发明中的提切剂是W簇酸与胺缩聚制得的(两者缩聚生成酷胺基)，分子中的 酷胺基团为主要官能团。酷胺键比醋键更适合于碱性环境，在高溫下也不易降解，有利于高 溫稳定性。
[0018] 3、本发明中的提切剂加入油基钻井液中，较低用量即可显著提高钻井液动切力， 同时对塑性粘度不产生影响，有利于提高钻井的携砂能力。
[0019] 4、本发明中的提切剂的分子量较低，在提高油基钻井液切力的同时不会对钻井液 塑性粘度造成明显影响。
[0020] 5、本发明中的提切剂缔合能力极强，可明显改善低剪切速率下钻井液的流变性， 提高其低剪切速率下的切力，更有利于固相悬浮。
[0021] 6、本发明中的提切剂分子结构中的官能团W酷胺基团为主，在碱性环境中具有较 强的抗高溫能力，最高可达220 °C。
[0022] 7、本发明形成的提切剂在0. 5%的加量下即可显著改善油基钻井液流变性，抗溫 能力强，在提切的同时不增加塑性粘度，更适合高溫高密度(密度> 2.Og/cm3)的油基钻井 液。
[0023] 8、本发明中的提切剂能够有效的携带岩屑，保证井眼清洁，尤其是有利于长水平 段水平安全快速钻井，是油基钻井液的重要处理剂，具有广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0024] 实施例1 一种油基钻井液用改性多聚酸类提切剂，由如下组份构成：多聚酸、多締多胺和伯胺， 其中，多聚酸单体与多締多胺单体的摩尔比为1.8~2 : 0.9~1.1，伯胺的摩尔加入量与 多締多胺单体相同。
[0025] 所述多聚酸为一种混合物，由油酸、亚油酸W及油酸、亚油酸的二聚体和Ξ聚体构 成，其中，质量比为：油酸与亚油酸0. 5%~1%，Ξ聚体为1~1. 5%，余量为二聚体。油酸与 亚油酸为0. 5%~1%，油酸与亚油酸二者的比例无特殊要求，只要保证含有油酸和亚油酸且 满足前述比例即可。二聚体和Ξ聚体中，包括油酸的二聚体和Ξ聚体、亚油酸的二聚体和Ξ 聚体，其比例无特殊要求，只要保证含有运些组份且满足前述比例即可。
[0026]油酸与亚油酸的比例无特殊要求。
[0027] 所述多締多胺为乙二胺、二乙締Ξ胺、Ξ乙締四胺、四乙締五胺中的一种。
[0028] 所述伯胺为丙胺、下胺、二乙胺、异丙胺、苯胺中的一种。
[0029]一种油基钻井液用改性多聚酸类提切剂的制备方法，其特征在于：由多聚酸、多 締多胺和伯胺经脱水反应缩聚而成，其中，多聚酸单体与多締多胺单体的摩尔比1. 8~ 2 : 0.9~1.1，伯胺的加入量与多締多胺单体相同。
[0030] 所述制备方法具体包括如下步骤： 曰、将多聚酸与多締多胺单体按照摩尔比1.8~2 : 0.9~1.1，在油浴中加热至75~ 85°C，揽拌速度为200~25化/min,揽拌25~35min至混合混匀； b、保持揽拌速度，将油浴溫度缓慢提升至145°C~155°C，保溫4~化； C、加入伯胺，将油浴溫度提升至165°C~175°C，保溫1~化；t停止加热与揽拌，待溫度冷却至室溫，即得到改性多聚酸类提切剂。
[0031] 所述步骤a中，将多聚酸与多締多胺单体按照摩尔比1. 8~2 : 0. 9~1. 1加入 装置中，在油浴加热至80°C，低速揽拌30min至混合混匀。
[0032] 所述步骤b中，在装置上添加分水器，分水器接口处添加冷凝管，并通入循环冷凝 水，保持揽拌速度，将油浴溫度提升至150°C，保溫化。
[0033] 所述步骤C中，加入与多締多胺等物质的量的伯胺，将油浴溫度提升至170°C，保 溫2h。
[0034] 所述步骤d中，将收集的反应副产物水排除，停止加热与揽拌，待溫度冷却至室溫 倒出，即得到改性多聚酸类提切剂。
[00对 实施例2 本发明提供了一种抗高溫高密度油基钻井液用改性多聚酸类提切剂，由多聚酸、多締 多胺和伯胺经脱水