一种乳化剂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钻井液技术领域，尤其涉及一种乳化剂组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液被公认为至少有以下十 种作用：（1)清洁井底，携带岩肩。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率；
[2] 冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命；（3)平衡 井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。（4) 平衡(控制)地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染；（5)悬浮岩肩和加重 剂。降低岩肩沉降速度，避免沉沙卡钻；（6)在地面能沉除砂子和岩肩；（7)有效传递水力功 率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率；（8)承受钻杆和套管的部分重力。钻井液 对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷；（9)提供所钻地层的大量资料。利 用钻井液可进行电法测井，岩肩录井等获取井下资料；（10)水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴 所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
[0003] 油基钻井液是以是一种以油为分散介质，以加重剂、各种化学处理剂及水等为分 散相的溶胶悬浮混合体系。油基钻井液具有润滑性好、抗高温、抗污染能力强、抑制性好及 保护油气层的优势，成为钻遇强水敏地层、易坍塌地层及巨厚盐膏层的首选体系。乳化剂是 油基钻井液的核心处理剂，用于保证钻井液的乳化稳定性、流变性，对油基钻井液的性能好 坏起到了重要作用。但现有的油基钻井液的乳化剂乳化率不高，电稳定性较差，且多为在现 场配置乳化剂，运输不安全，配置较为复杂，得到的钻井液一致性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题是现有的油基钻井液采用的乳化剂，乳化率和电稳定性不理 想。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种乳化率和电稳定性良好的乳化剂、基于 其的油基钻井液及制备方法。
[0006] 本发明的第一个目的在于提供一种乳化剂组合物。所述乳化剂组合物包括主乳化 剂、辅助乳化剂和白油;所述主乳化剂为氧化聚合脂肪酸酯，辅助乳化剂为聚酰胺。
[0007] 进一步地，所述氧化聚合脂肪酸酯为脂肪酸和多元醇的氧化聚合物;所述脂肪酸 为油酸、月桂酸、棕榈油酸中的一种，所述多元醇为乙二醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的 一种。
[0008] 进一步地，所述聚酰胺为基于多乙基多胺和脂肪酸与羧酸的聚酰胺。
[0009] 优选地，所述多乙基多胺为二乙烯三胺和四乙烯五胺的混合物，所述脂肪酸为妥 尔油，羧酸为富马酸。
[0010] 进一步地，所述乳化剂组合物，其原料按重量份数计，包括：白油100份，妥尔油55 ~80份，富马酸5~15份，二乙烯三胺5~20份，四乙烯五胺8~15份，氧化聚合脂肪酸酯80~ 90份。
[0011] 优选地，所述乳化剂组合物，其原料按重量份数计，包括：白油100份，妥尔60~75 份，富马酸6~12份，二乙烯三胺8~15份，四乙烯五胺10~15份，氧化聚合脂肪酸酯80~90 份。
[0012] 本发明的第二个目的在于提供上述的乳化剂组合物的制备方法。所述制备方法包 括以下步骤：
[0013] (1)将妥尔油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌0.8~1.5h，搅拌均匀后升温至110 ~130°C，反应2~5h;
[0014] (2)向步骤(1)的体系中加入富马酸，维持温度反应1~3h;
[0015] (3)向步骤(2)的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温，即 得。
[0016] 本发明具有的优点和积极效果是：
[0017] 1.本发明提供的乳化剂组合物，以氧化聚合脂肪酸酯和聚酰胺分别作为主乳化剂 和辅助乳化剂，增加了组合物的乳化成效率，提高其电稳定性，利于油基钻井液的配置使 用。
[0018] 2.本发明中聚酰胺中氨源为二乙烯三胺、四乙烯五胺，酸源为妥尔油和富马酸，二 乙烯三胺、四乙烯五胺首先与妥尔油中的脂肪酸反应成中间产物，中间产物与富马酸反应 生成混合的聚酰胺，反应无需催化剂，条件适宜，容易达到。
[0019] 3.本发明中，主乳化剂为氧化聚合脂肪酸酯，是脂肪酸酯经过深度氧化聚合后的 聚合体，具有非常好的化学稳定性和耐热性。脂肪酸来源于脂肪酸为油酸、月桂酸、棕榈油 酸中的一种，与脂肪酸酯化反应的原料醇为乙二醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种。得 到的氧化聚合脂肪酸酯中具有较高含量的羟基和羧基，具有良好的乳化性能和润滑性能。
[0020] 4.本发明的软化剂组合物产品化学性质稳定，易于运输，产品的均一性易于保持。 且组合物的制配方法简单易行，易于工业化生产的使用。
【具体实施方式】
[0021] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述。
[0022] 实施例1
[0023] -种乳化剂组合物，包括如下原料：白油100kg，妥尔油60kg，富马酸10kg，二乙稀 三胺6kg，四乙稀五胺8kg、氧化聚合脂肪酸酯90kg。
[0024] 制备上述乳化剂组合物时，（1)将妥尔其中油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌 〇.8h，搅拌均匀后升温至110°C，反应2.5h;(2)向步骤(1)的体系中加入富马酸，维持温度反 应1.5h; (3)向步骤（2)的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温，即 得。
[0025] 将上述得到的乳化剂组合物按油基钻井液重量的3%加入其中，得到的产物用于 测试其性能。
[0026] 实施例2
[0027] 一种乳化剂组合物，包括如下原料：白油100kg，妥尔油65kg，富马酸12kg，二乙稀 三胺8kg，四乙稀五胺10kg、氧化聚合脂肪酸酯85kg。
[0028] 制备上述钻井液时，（1)将妥尔油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌lh，搅拌均匀后 升温至115°C，反应3h; (2)向步骤（1)的体系中加入富马酸，维持温度反应2h; (3)向步骤(2) 的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温即得。
[0029] 将上述得到的乳化剂组合物按油基钻井液重量的4%加入其中，得到的产物用于 测试其性能。
[0030] 实施例3
[0031 ] -种乳化剂组合物，包括如下原料：白油100kg，妥尔油65kg，富马酸15kg，二乙稀 三胺12kg，四乙稀五胺15kg、氧化聚合脂肪酸酯82kg。
[0032] 制备上述钻井液时，（1)将妥尔油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌1.5h，搅拌均匀 后升温至120°C，反应3h; (2)向步骤（1)的体系中加入富马酸，维持温度反应2.5h; (3)向步 骤(2)的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温即得。
[0033] 将上述得到的乳化剂组合物按油基钻井液重量的3%加入其中，得到的产物用于 测试其性能。
[0034] 实施例4
[0035] -种乳化剂组合物，包括如下原料：白油100kg，妥尔油75kg，富马酸15kg，二乙稀 三胺15kg，四乙稀五胺15kg、氧化聚合脂肪酸酯80kg。
[0036] 制备上述钻井液时，（1)将妥尔油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌1.5h，搅拌均匀 后升温至130°C，反应4.5h; (2)向步骤（1)的体系中加入富马酸，维持温度反应2h; (3)向步 骤(2)的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温即得。
[0037] 将上述得到的乳化剂组合物按油基钻井液重量的4%加入其中，得到的产物用于 测试其性能。
[0038] 对上述实施例得到的油基钻井液进行测试，得到的结果如下表所示：
[0039]
[0040] 由上表的数据可以得知，本发明提供的乳化剂组合物，乳化性能良好，具有较高的 乳化率和电稳定性，且乳化剂组合物的加入量较小，降低了钻井液的成本，适于钻井液的使 用。
[0041] 以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例， 不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应 仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1. 一种乳化剂组合物，其特征在于:包括主乳化剂、辅助乳化剂和白油；所述主乳化剂 为氧化聚合脂肪酸酯，辅助乳化剂为聚酰胺。2. 根据权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于:所述氧化聚合脂肪酸酯为脂肪酸 和多元醇的氧化聚合物;所述脂肪酸为油酸、月桂酸、棕榈油酸中的一种，所述多元醇为乙 二醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种。3. 根据权利要求1或2所述的乳化剂组合物，其特征在于:所述聚酰胺为基于多乙基多 胺和脂肪酸与羧酸的聚酰胺。4. 根据权利要求3所述的乳化剂组合物，其特征在于:所述多乙基多胺为二乙烯三胺和 四乙烯五胺的混合物，所述脂肪酸为妥尔油，羧酸为富马酸。5. 根据权利要求4所述的乳化剂组合物，其特征在于:其原料按重量份数计，包括：白油 100份，妥尔油55~80份，富马酸5~15份，二乙烯三胺5~20份，四乙烯五胺8~15份，氧化聚 合脂肪酸酯80~90份。6. 根据权利要求5所述的乳化剂组合物，其特征在于:其原料按重量份数计，包括：白油 100份，妥尔60~75份，富马酸6~12份，二乙烯三胺8~15份，四乙烯五胺10~15份，氧化聚 合脂肪酸酯80~90份。7. -种制备如权利要求4-6所述的乳化剂组合物的方法，其特征在于:包括以下步骤： (1) 将妥尔油、二乙烯三胺和四乙烯五胺搅拌0.8~1.5h，搅拌均匀后升温至110~130 °C，反应2~5h; (2) 向步骤(1)的体系中加入富马酸，维持温度反应1~3h; (3) 向步骤(2)的体系中加入白油和氧化聚合脂肪酸酯，搅拌均匀后降至室温，即得。
【专利摘要】本发明提供一种乳化剂组合物及其制备方法，属于钻井液技术领域。所述乳化剂组合物包括主乳化剂、辅助乳化剂、基油所述主乳化剂为氧化聚合脂肪酸酯，辅助乳化剂为聚酰胺。本发明提供的乳化剂组合物，以氧化聚合脂肪酸酯和聚酰胺分别作为主乳化剂和辅助乳化剂，增加了组合物的乳化成效率，提高其电稳定性，利于油基钻井液的配置使用。
【IPC分类】C09K8/035, C09K8/32
【公开号】CN105524601
【申请号】CN201510848707
【发明人】周永
【申请人】天津滨海新区普瑞德石油科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月26日