专利名称：一种通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，尤其涉及一种通过原位形成有机土增稠油基钻井液用基础矿物油的方法。
背景技术：
有机土重要的一大应用领域是作为流变助剂用于非水溶剂体系，而其中油基钻井液占据了较大的份额。随着环保意识的增强，海洋钻井及部分陆地钻井用油基钻井液多使用无芳烃环保型基础油相，而现有商品有机土在此些非极性烷烃类介质中造浆性普遍较差，一般多借助高温高剪切及极性活化剂等达到所期望的粘度以及切力，步骤较为复杂。目前各行业所使用有机土多是通过湿法或干法预先制得有机土，然后再将其用于增加各种有机溶剂的粘度，以满足实际需求，而其中涉及钠化、改性、烘干、粉碎等一系列工 艺，能耗较大，尤其是湿法制备有机土用水量亦较大，造成资源的消耗较大。
发明内容
本发明针对现有有机土增加有机溶剂粘度的方法存在的不足，提供一种过程简单、能耗和成本低的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法。本发明的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，包括以下步骤(I)以100质量份计，取黏土 1-10份，按相当于所用黏土 0. 8-1. 2倍阳离子交换容量(CEC)取季铵化合物，其余为有机溶剂，季铵化合物作为阳离子表面活性剂；(2)将黏土、季铵化合物和有机溶剂三者混合制成混合体系，在低于有机溶剂沸点条件下，加热搅拌混合体系，使季铵盐溶解并使得黏土分散均匀，即得到稠化的有机溶剂。所述黏土为各种蒙脱土，优选钠基蒙脱土。所述季铵化合物为选双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵、双氢化牛脂基二甲基氯化铵或双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵，这些都是水相中制备高性能有机土所选用的季铵化合物。所述有机溶剂优选无芳香烃溶剂，如各种矿物油(如各种型号白油、石蜡油)及烷烃类溶剂等。本发明省去了原有水相中制备有机土的复杂过程，降低了能耗，减少了成本，制得的体系胶体率、增粘能力较水相中离子交换所制得有机土矿物油分散体系之性能有所提高，尤其是对于钻井领域而言，也可利用井底高温进行自然造浆，而不必添加使用有机土，节约了成本。
图I是实施例I中三种样品沉降稳定性比较图片。图2是实施例I中三种样品及其所用基础油气制油粘度曲线图。图3是实施例2和实施例3中两种样品沉降稳定性比较图片。
图4是实施例2和实施例3中两种样品及其所用基础油气制油及白油粘度曲线图。图5是10wt%黏土稠化石蜡油的状况图片。
具体实施例方式实施例I本实施例是先配制季铵盐、黏土和矿物油的混合体系，通过适当的加热及剪切作用，原位形成有机土，从而稠化基础油，并与水相中合成的有机土的增粘效果进行了对比，具体过程如下称取0. 228g钠基蒙脱土，0. 162g双十八烷基二甲基氯化铵(季铵盐加量相当于所用蒙脱土 I. 0CEC)分散于12. 61g的气制油中，制得蒙脱土与季铵盐总和质量分数为3%的混合体系(黏土质量分数约I. 8%)，记为1#样品。称取0. 39g水相中通过离子交换所制备双十八烷基二甲基氯化铵改性蒙脱土 (实验室自制有机土)分散于12. 61g气制油(GTL)中，制得有机土质量分数为3%的有机土气制油分散体系，样品记为2#，3#样品与2#样品完全相同，后将1#、2#样品密封置于70°C水浴中恒温搅拌2小时，3#样品密封后于室温条件下电磁搅拌12小时，后将3样品转移至比色管中静置，静置初期( 0. 5分钟)及静置24小时图片如图I示，1#样品蒙脱土和季铵盐高温分散，记为MMT+N+HT，2#样品有机土高温分散，记为OM HT，3#样品有机土室温分散记为OM RT，此3样品及所用基础油气制油粘度曲线如图2示。实施例2本实施例是选用季铵盐改性剂双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵，配制黏土质量分数1%体系，以达稠化气制油之目的，具体过程如下 称取0. 12g钠基蒙脱土，0. 115g双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵(季铵盐加量约等于所用蒙脱土 I. 2CEC)分散于11. 765g气制油(GTL)中，制得黏土质量分数为1%的混合体系，后将此样品密封置于80°C水浴中恒温搅拌2小时，转移至比色管中静置，转移完毕((静置 0. 5分钟))及静置24小时图片如图3中左侧比色管所不(标注GTL),粘度曲线如图4示(标注实施例2)。实施例3本实施例是选用的季铵盐为双十八烷基二甲基溴化铵，配制黏土质量分数1%体系，以达稠化白油Marcol 52之目的，具体过程如下称取0. 12g钠基蒙脱土，0.073g双十八烷基二甲基溴化铵(季铵盐加量约等于所用蒙脱土 0. 8CEC)分散于11. 807g白油Marcol 52中，制得黏土质量分数为1%的混合体系，后将此样品密封置于80°C水浴中恒温搅拌2小时，转移至比色管中静置，转移完毕及静置24小时图片如图3中右侧比色管所示(标注Marco 52)，粘度曲线如图4示(标注实施例3)。实施例4本实施例制备是黏土质量分数为10%的体系，所用基础油为石蜡油，具体过程如下称取I. 2g钠基蒙脱土，0. Sg双十八烷基二甲基氯化铵(季铵盐加量约等于所用蒙脱土 0. 95CEC，)分散于IOg石蜡油中，制得蒙脱土质量分数为10%的混合体系，后将此样品 密封置于80°C水浴中恒温搅拌I小时，后转移至比色管中于室温条件下静置，由实验结果知，此样品冷却至室温后变成凝胶状，如图5示。
权利要求
1.一种通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，其特征是，包括以下步骤 (1)以100质量份计，取黏土1-10份，按相当于所用黏土 0. 8-1. 2倍阳离子交换容量取季铵化合物，其余为有机溶剂，季铵化合物作为阳离子表面活性剂； (2)将黏土、季铵化合物和有机溶剂三者混合制成混合体系，在低于有机溶剂沸点条件下，加热搅拌混合体系，使季铵盐溶解并使得黏土分散均匀，即得到稠化的有机溶剂。
2.如权利要求I所述的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，其特征是所述黏土为各种蒙脱土。
3.如权利要求I所述的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，其特征是所述黏土为钠基蒙脱土。
4.如权利要求I所述的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，其特征是所述季铵化合物为双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵、双氢化牛脂基二甲基氯化铵或双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵。
5.如权利要求I所述的通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，其特征是，所述有机溶剂为无芳香烃溶剂。
全文摘要
本发明提供一种通过原位形成有机土增稠有机溶剂的方法，包括以下步骤(1)以100质量份计，取黏土1-10份，按相当于所用黏土0.8-1.2倍阳离子交换容量取季铵化合物，其余为有机溶剂，季铵化合物作为阳离子表面活性剂；(2)将黏土、季铵化合物和有机溶剂三者混合制成混合体系，加热搅拌混合体系，使季铵盐溶解并使得黏土分散均匀，即得到稠化的有机溶剂。本发明省去了原有水相中制备有机土的复杂过程，降低了能耗，减少了成本，制得的体系胶体率、增粘能力较水相中离子交换所制得有机土矿物油分散体系之性能有所提高，尤其是对于钻井领域而言，也可利用井底高温进行自然造浆，而不必添加使用有机土，节约了成本。
文档编号C09K8/32GK102660237SQ20121015425
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者孙德军, 孙海港 申请人:山东大学