一种抗高温可逆乳化剂的制备方法及其在钻井液中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抗高温可逆乳化剂的制备方法，特别涉及一种抗高温可逆乳化剂 的制备方法及其在钻井液中的应用。
【背景技术】
[0002] 由于外相为油相，和水基钻井液相比，油包水型钻井液(简称油基钻井液）具有很 强的抑制性能、很好的抗温能力以及优异的润滑性能，广泛地应用于高难度井以及复杂地 层的钻探开发。但是，由于油包水型钻井液的外相是油相，因此常规油包水型钻井液易导致 钻肩、地层等的润湿性改变，造成泥饼清除困难、固井时胶结强度低，废弃油基钻井液以及 含油钻肩不易处理而引起的环境污染等问题，上述问题已成为制约油基钻井液进行有效应 用的瓶颈。
[0003] 可逆乳化钻井液利用乳状液转相技术实现了钻井液类型在油包水型和水包油型 之间的可逆转化，能够有效地解决油基钻井液完井时存在的不足以及废弃油基钻井液和含 油钻肩不易处理而引起的环境污染等问题。可逆乳化钻井液的核心是可逆乳化剂，其化学 性质和性能对于可逆乳化钻井液的性能起着关键作用。
[0004] 《国外油田工程》杂志2008年8月第8期刊登了一篇题为《适用于钻水平井的可逆 转油包水钻井液研究》的资料，介绍了一种有机胺类表面活性剂(代号：HN408)作为可逆乳 化剂，但是未给出该乳化剂的结构和组成，也未给出其制备方法。《精细石油化工进展》杂志 2009年11月第10卷第11期刊登了一篇题为《可逆转油基钻井液体系配制及性能评价》的 资料，介绍了一种有机胺类表面活性剂(代号：HN408)作为可逆乳化剂，但是未给出该乳化 剂的结构和组成，也未给出其制备方法。《石油钻探技术》杂志2013年7月第41卷第4期 刊登了一篇题为《基于乳状液转相技术的钻井液新体系室内研究》的资料，介绍了一种可逆 乳化剂，但是未给出该乳化剂的结构和组成，也未给出其制备方法。《广东化工》杂志2013 年9月第40卷第17期刊登了一篇题为《一种新型的油基钻井液一一可逆乳化油基钻井液 的研究》的资料，介绍了一种有机胺类表面活性剂(代号=EMUL-A)可作为可逆乳化剂，但是 未给出该乳化剂的结构和组成，也未给出其制备方法。《石油化工应用》杂志2014年7月 第33卷第7期刊登了一篇题为《可逆乳状液逆转过程及其影响因素研究与分析》的资料， 介绍了一类聚氧乙烯脂肪胺类物质作为可逆乳化剂制备可逆乳状液，但是未给出该乳化剂 的结构和组成，也未给出其制备方法。《化学世界》杂志2015年4月第4期刊登了一篇题为 《可逆转油基钻井液用乳化剂的合成及性能研究》的资料，介绍了一种可逆乳化剂的制备方 法，该可逆乳化剂是以9-烯十八酸甲酯和羟乙基乙二胺为原料，采用酰胺化反应合成了而 得到的，并介绍了由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在50°C时的性能，但是该资料没有涉 及该可逆乳化剂以及由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在高温老化之后的表现。
[0005] 中国专利公布的专利号：ZL03133993. X，公布了一种可逆乳化剂的制备方法及其 在油基钻井液中的应用，但是没有涉及该乳化剂以及由该乳化剂配制的可逆乳化钻井液在 高温老化之后的表现。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种抗高温可逆乳化剂的 制备方法及其在钻井液中的应用。
[0007] 本发明提到的一种抗高温可逆乳化剂的制备方法，其技术方案是：包括以下重量 份的成分制备而成：十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份、环氧乙 烷90份、白油100份、多元醇型表面活性剂50~65份、聚氧乙烯型表面活性剂35~50份； 其制备方法包括以下步骤： 将十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份的混合物加入到喷雾 式反应釜中，用氮气置换釜内空气并去尽空气，然后边抽真空边升温至100~120°C，釜内压 力为0. 1~0. 2MPa，物料由反应釜内吸出再喷雾加入，同时喷雾加入环氧乙烷90份，如此循 环，反应时间为4~10小时，反应结束后保温1~3小时，冷却至60~70°C，出料，将所得反应物 倒入搅拌式反应容器中，保持温度为60~70°C，加入白油100份，继续搅拌0. 5~1. 5小时，加 入多元醇型表面活性剂50~65份，加入35~50份聚氧乙烯型表面活性剂，继续搅拌I. 5~2. 5 小时，搅拌均匀冷却出料，即得抗高温可逆乳化剂； 所述多元醇型表面活性剂优选为斯盘80,所述聚氧乙烯型表面活性剂优选为吐温80。
[0008] 上述的白油优选为3#白油。
[0009] 上述的抽真空升温的温度优选为110°C，物料经反应釜吸出喷雾与环氧乙烷的混 合反应时间优选为6~8小时，物料与白油的搅拌时间优选为1小时，物料与多元醇型表面活 性剂和聚氧乙烯型表面活性剂的搅拌时间优选为2小时。
[0010] 本发明提到的另一种抗高温可逆乳化剂的制备方法，其技术方案是：包括以下重 量份的成分制备而成：十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份、环氧乙 烷90份、白油100份、多元醇型表面活性剂50~65份、聚氧乙烯型表面活性剂35~50份； 其制备方法包括以下步骤： 将十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份的混合物加入到喷雾式 反应釜中，用氮气置换釜内空气并去尽空气，然后边抽真空边升温至100~120°C，釜内压力 为0. 1~0. 2MPa，物料由反应釜内吸出再喷雾加入，同时喷雾加入环氧乙烷90份，如此循环， 反应时间为4~10小时，反应结束后保温1~3小时，冷却至60~70°C，出料，将所得反应物倒 入搅拌式反应容器中，保持温度为60~70°C，加入白油100份，继续搅拌0. 5~1. 5小时，加入 多元醇型表面活性剂50~65份，加入35~50份聚氧乙烯型表面活性剂，继续搅拌I. 5~2. 5小 时，搅拌均匀冷却出料，即得抗高温可逆乳化剂； 所述多元醇型表面活性剂优选为斯盘80,所述聚氧乙烯型表面活性剂优选为吐温80。
[0011] 上述的白油优选为3#白油。
[0012] 上述的抽真空升温的温度优选为110°C，物料经反应釜吸出喷雾与环氧乙烷的混 合反应时间优选为6~8小时，物料与白油的搅拌时间优选为1小时，物料与多元醇型表面活 性剂和聚氧乙烯型表面活性剂的搅拌时间优选为2小时。
[0013] 本发明提到的抗高温可逆乳化剂在抗高温可逆乳化钻井液中的应用，通过抗高温 可逆乳化剂制备抗高温可逆乳化钻井液：其包括以下重量份的成分：基础油50~70份、抗高 温可逆乳化剂4~5份、氯化钙水溶液30~50份、有机土 1~1. 5份、润湿剂0. 5~1份、油基降滤 失剂3~3. 5份、氧化钙0. 5~1份； 其制作方法包括如下： 在高速搅拌器中依次加入组分基础油50~70份、抗高温可逆乳化剂4~5份、氯化钙水溶 液30~50份，水浴加热到50°C，高速搅拌器在5000~7000转/min条件下高速搅拌40~50分 钟，之后依次加入有机土 1~1. 5份、润湿剂0. 5~1份、油基降滤失剂3~3. 5份、氧化钙0. 5~1 份，通过加入的加入加重材料石灰石，使得所