低密度全油基钻井液及其制备方法_2

文档序号:9927711阅读:来源:国知局
締聚氧丙締酸簇酸按所需配比和水、M(OH), 或MO(M203)分别加入高压蓋中,在反应溫度为50~120°C,反应时间为0. 5~5小时,于 O.eOMI^表压条件下,反应得脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸簇酸盐;其中脂肪醇聚氧乙締聚 氧丙締酸簇酸与氨氧化物或氧化物的摩尔比为1.5~3 : 1,水占反应总物料的质量百分比 为60~90 %,M (OH) X或MO (M 2〇3)的平均粒径大小为200nm~200 y m。
[0025] 本发明的技术关键是乳化剂的选择,所有聚合物例如下苯橡胶、乙丙橡胶、聚甲基 丙締酸烷基醋都是本领域常用的物质,各种聚合物优选为数均分子量1~1000万,更优选 为数均分子量1~100万。聚甲基丙締酸烷基醋优选聚甲基丙締酸~C IS烷基醋。
[00%] 本发明还可W包括本领域常用油基钻井液助剂,例如润湿剂、加重剂、杀菌剂等。
[0027] 上述技术方案中,所述低密度全油基钻井液更优选不包括本领域技术人员所熟知 的油基钻井液常用组分有机±。
[0028] 上述技术方案中,所述低密度全油基钻井液,W所含油相和水相体积总体积计,更 优选包括0-10 %的水。
[0029] 上述技术方案中,所述主乳化剂可W进一步优选自(I)所示结构中的两种W上的 混合物,可起到较好的协同作用。
[0030] 上述技术方案中,所述辅助乳化剂可W进一步优选自(II )所示结构中的两种W 上的混合物,可起到较好的协同作用。
[0031] 为解决上述技术问题之二,本发明所采用的技术方案如下:
[0032] 一种低密度全油基钻井液的制备方法,包括W下步骤: 阳的引 (a) RiCONH (邸2) XNR2CH2CH2OH (即脂肪酷基径乙基二胺)的制备
[0034] 在碱性催化剂存在下RiCOOCHs (即脂肪酸甲醋)与畑2 (邸2),畑邸2邸2地(即径乙基 二胺)在80~220°C的溫度下反应2~24小时,反应结束后优选减压蒸馈除去未反应的原 料和生成的甲醇得到所述脂肪酷基径乙基二胺。其中,脂肪酸甲醋与径乙基二胺的摩尔比 为优选1:0. 1~6。所述的碱性催化剂优选氨氧化钟、氨氧化钢;所述催化剂用量优选占脂 肪酸甲醋质量的0.0 l~10%。 阳0对 化)RiCONH(CHz)XNRz(CHzCHzO)Y-(C肥C肥H3〇)zH(即脂肪酷基二胺聚氧締酸)的制 备:
[0036] 在碱性催化剂存在下,步骤(a)所合成的脂肪酷基径乙基二胺与所需的环氧乙烧 或环氧丙烷在反应溫度为80~180°C,压力小于0. SOMPa表压条件下进行反应得到所述的 脂肪酷基二胺聚氧締酸。所述碱性催化剂优选氨氧化巧、氧化巧中的至少一种。催化剂用 量优选为脂肪酷基径乙基二胺质量的0. 5~6. 0%。
[0037] (C)将步骤(a)得到的所述脂肪酷基径乙基二胺和/或步骤化)得到的所述的脂 肪酷基二胺聚氧締酸与所述辅助乳化剂,按所述比例混合均匀,得到所述油基钻井液用复 合乳化剂; 阳03引 (d)低密度全油基钻井液的制备
[0039] 将步骤(C)得到的复合乳化剂与基础油、所述的碱性物质、增粘剂、降滤失剂混合 均匀,得到所述低密度全油基钻井液。
[0040] 上述技术方案中,a)步骤中的反应溫度优选范围为100~200°C,更优选为120~ 180°C ;催化剂优选为碱金属氨氧化物或碱±金属氨氧化物,更优选为氨氧化钟,用量优选 为占脂肪酸甲醋类单体质量的0. 5~5. 0%;脂肪酸甲醋与径乙基二胺的摩尔比优选为1~ 2:1 ;反应时间优选为6~16小时。b)催化剂用量优选为催化剂用量为占脂肪酷基径乙基 二胺质量的1~5.0%。
[0041] 本发明制备的低密度全油基钻井液,由于使用的乳化剂脂肪酷基二胺聚氧締酸分 子结构中同时含有聚氧乙締、聚氧丙締非离子基团和酷胺基团,使其具有良好的耐溫耐盐 性能,从而使得该油基钻井液具有优良的高溫高盐条件下的稳定性,具有较高的抗水侵和 盐侵的能力,由于体系不含乳化水滴、不含有机±,故不会对地层造成水锁及固相污染,从 而解决了非常规的低压低渗、水敏性强且水相活度差异大W及易造成固相损害地层钻井过 程中对地层的损害问题,适合于此类油藏的勘探开发及推广应用。
[0042] 采用本发明制备的脂肪酷基二胺聚氧締酸为乳化剂的低密度全油基钻井液,耐溫 大于150°C、API滤失量《10ml、破乳电压> 2000V,抗水侵达30%,抗盐侵20%,是一种耐 溫性能优良、滤失量小、稳定性好的全油基钻井液体系。
[0043] 下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
【具体实施方式】 W44]【实施例1】 W45] (a) N,N ^ -双硬脂酷基径乙基乙二胺的合成(X =。
[0046] 将N -径乙基乙二胺49份、KOH 2. 7份加入到配有密封机械揽拌、溫度计、直型冷 凝管、接受瓶的反应器中,于145°C揽拌1小时后,慢慢滴加硬脂酸甲醋270份,1小时内滴 加完毕。在165°C下反应12小时,反应中生成的甲醇经过直型冷凝管被收集到接受瓶中。 减压蒸馈出剩余的低沸点生成物及反应原料,得到目标产物N,N ^ -双硬脂酷基径乙基乙 二胺。
[0047] (b)N,N ^ -双硬脂酷基径乙基乙二胺聚氧丙締酸(y = 1,Z = 10)的合成
[0048] 203克N,N ^ -双硬脂酷基径乙基乙二胺与185. 4份环氧丙烷在7. 6份氧化巧和 氨氧化巧混合物(氧化巧和氨氧化巧重量比为1:1)的作用下于150°C反应得N,N ^ -双 硬脂酷基二径乙基乙二胺聚氧丙締酸(y = 1,Z = 10)348. 5份,摩尔收率87. 7%。 W例 (C)油基钻井液用复合乳化剂的制备
[0050] W质量份数计,将60份步骤化)得到的N,N ^ -双硬脂酷基二径乙基乙二胺聚氧 丙締酸(y = 1,Z = 10)和10份十二醇聚氧乙締聚氧丙締酸乙酸(m = 2,n = 25)和10份 十六醇聚氧乙締聚氧丙締酸乙酸巧(m = 1,n = 8),在85°C下加热揽拌,混合均匀,得到油 基钻井液复合乳化剂。
[0051] (d)低密度全油基钻井液的制备
阳05引称取步骤(C)得到的油基钻井液用复合乳化剂5克、量取200血5#白油加入不诱 钢高揽杯内,高速揽拌20min,再依次加入十二胺改性的腐植酸6克、乙丙橡胶(数均分子 量5万)与聚甲基丙締酸十六烷基醋(数均分子量50万)混合物6克及CaO粉末3克,继 续高速揽拌20min,得到稳定的低密度全油基钻井液体系。按照《GB/T 16782-1997油基钻 井液现场测试程序》分别测定该钻井液体系的流变参数、破乳电压和API滤失量。其中流变 参数采用青岛海通达专用仪器厂的ZNN-D6型六速旋转粘度计于50°C下测定,并根据公式 (1)、(2)和(3)计算出塑性粘度(PV)、动切力灯P)和动塑比灯P/PV);破乳电压巧巧由青 岛通达专用仪器厂的DWY-2型钻井液电稳定性测定仪于50°C下测定,API滤失量由SD型多 联滤失仪测定,并巧据井管山滤半冨化n -错果如表1所示。 阳05引 公式(1) 阳054] 公式似
[0055]公式(3) 阳056] 公式(4)
[0057]【实施例2】 阳化引 (a) N,N ^ -双芥酸酷基径乙基丙二胺的制备(X = 3)
[0059] 将N-径乙基丙二胺47. 13份、KO册
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