油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用，所述方法包括：将高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇按照20～30∶18～27∶5～12份的重量比混合，于70～105℃下搅拌反应5～7小时，所得产物即为钻井液用防塌剂。本发明的防塌剂是一种无荧光白沥青，可应用于探井和开发井，可有效改善钻井液泥饼，防止井壁垮塌，与现有技术相比，具有荧光级别低，抗盐抗钙能力强，无生物毒性，对环境无污染等优点，并且产品的软化点范围较宽，可适用于不同井底温度的探井与开发井。
【专利说明】油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用，具体是一种可用作油 田钻井液用防塌剂的无荧光白浙青及其制备方法与相关应用。
【背景技术】
[0002] 随着石油工业勘探开发技术的发展，对钻井液防塌剂的要求越来越高。浙青及其 改性产品，如磺化浙青类产品，因其在钻井液中良好的防塌性能和油气层保护作用而被广 泛应用，在国内外被公认为最好的钻井液防塌剂。但磺化浙青类产品也存在明显的缺点： (1)荧光级别高，干扰地质录井，限制了其在勘探井中的应用；(2)含有较多的稠环芳烃有 毒物质，对环境污染严重，在对环境保护要求日益提高的今天，磺化浙青类产品已不能满足 环境保护的要求。
[0003] 为降低浙青类防塌剂的毒性，业内相关人员陆陆续续研发出低荧光或无荧光白浙 青产品以用作钻井液防塌剂。
[0004] 例如，"有机盐钻井液在塔里木东河油田DH1-8-6井的应用"（周建东等人，《钻井 液与完井液》，2002年04期）提到了性能较好的无荧光白浙青NFA-25的应用。再如，"无荧 光防塌剂白浙青W-ASP的评价与应用"（柏红梅，《钻井液与完井液》，2004年第4期）公开 了一种无荧光环保型防塌剂--白浙青W-ASP，其是高级脂肪醇树脂经水溶性加工后的一 种产品，能与水、粘土发生乳化作用，在不同温度下能形成韧性粒子，堵塞地层微裂缝和渗 透性地层的孔隙，起到降滤失、防止地层坍塌和保护油气层的作用，与浙青相比，它无荧光， 不会干扰地质录井。但这些文献中均没有公开所用无荧光白浙青防塌剂的具体组分，也未 提及其具体制备方法，本领域技术人员在这些现有技术的公开基础上不能清楚确定所用无 荧光白浙青的组成。
[0005] CN103013461A公开了一种钻井液用白浙青及其制备方法，由如下重量份的原料制 备：石蜡40份?50份，烷基酚聚氧乙烯醚1份?2份，聚乙二醇4份?5份，聚丙烯酰胺 4份?5份，硬脂酸20份?30份，轻质碳酸钙20份?30份。其制备方法为：按配比将石 蜡、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、硬脂酸加入到反应釜中，反应釜升温至70°C?KKTC后， 恒温搅拌20?40分钟；后加入聚丙烯酰胺，恒温搅拌30分钟；最后均匀加入轻质碳酸钙， 恒温搅拌0. 5?2小时后出料，喷雾造粒得到白浙青。但该现有技术所得产品软化点较低， 一般小于60°C，这对于钻遇井底温度较高的探井和开发井时不适用，并且此现有技术得到 的产品抗盐抗钙能力不强，当钻遇盐膏层时封堵防塌性能较差。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是提供一种进一步改进的用于石油钻井液的防塌剂，使其在具 有改善钻井液泥饼、防止井壁垮塌等基本性能的同时，降低对环境的污染，增强抗盐抗钙能 力，此外，扩展其适用范围。
[0007] 本发明的另一目的在于提供所述防塌剂的制备方法，其工艺简便，且所制备的防 塌剂具有良好的性能。
[0008] 本发明的另一目的在于提供所述防塌剂的应用。
[0009] 为达上述目的，一方面，本发明提供了一种制备钻井液用防塌剂的方法，该方法包 括步骤：
[0010] 将高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇按照20?30 :18?27 :5?12份的重量比混 合，于70?105°C下搅拌反应5?7小时，所得产物即为钻井液用防塌剂。
[0011] 除特别注明外，本发明中所述比例与百分含量均为重量比例或百分含量。
[0012] 根据本发明的具体实施方案，本发明的制备钻井液用防塌剂的方法中，对搅拌速 度无特殊要求，能将反应体系搅拌均匀即可，通常搅拌速度为50?120转/分钟。此外，体 系的反应压力为常压。
[0013] 根据本发明的具体实施方案，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的一 种或多种。当所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的多种时，其中，月桂酸与软 脂酸的重量比例优选为0. 5?1. 2:0. 6?1. 2 ;软脂酸与硬脂酸的重量比例优选为0. 6? 1. 2:2. 0?3. 0 ;月桂酸与硬脂酸的重量比例优选为0. 5?1. 2:2. 0?3. 0。在本发明的一 更具体实施方案中，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸和硬脂酸，三者加量比例为〇. 5? 1. 2:0. 6 ?1. 2:2. 0 ?3. 0。
[0014] 根据本发明的具体实施方案，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇、硬脂醇中的一 种或多种。当所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇、硬脂醇中的多种时，其中，月桂醇与软 脂醇的重量比例优选为1. 〇?1. 5:0. 9?1. 4 ;月桂醇与硬脂醇的重量比例优选为1. 0? 1. 5:2. 0?3. 5 ;软脂醇与硬脂醇的重量比例优选为0. 9?1. 4:2. 0?3. 5。在本发明的一 更具体实施方案中，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇和硬脂醇，三者加量比例为1. 〇? 1. 5:0. 9 ?1. 4:2. 0 ?3. 5。
[0015] 根据本发明的具体实施方案，所述多元醇包括乙二醇、丙三醇中的一种或多种。当 所述多元醇包括乙二醇和丙三醇时，二者加量比例优选为0. 3?1. 0:1. 6?3. 0。
[0016] 根据本发明的具体实施方案，本发明的制备钻井液用防塌剂的方法中，可通过在 所述范围内适当调整高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇的比例，以适当调整产物的水溶物 及油溶物。根据本发明的优选实施方案，优选地，高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇的重量 比为20?30 :20?26 :6?10 ;进一步优选为24?28 :20?26 :6?10。可以控制产物 的水溶物含量在50 %?80 %范围内，油溶物含量在40 %?50 %范围内。
[0017] 另一方面，本发明还提供了一种钻井液用防塌剂，其是按照本发明上述方法制备 得到的。根据本发明的具体实施方案，按照本发明上述方法制备得到的产物可根据需要经 适当粉碎制得粉末或颗粒状产品。
[0018] 根据本发明的优选具体实施方案，本发明的钻井液用防塌剂，其软化点范围为 50?150°C，可适用于不同井底温度的探井与开发井。
[0019] 根据本发明的优选具体实施方案，本发明的钻井液用防塌剂，其水溶物含量 50%?80%，油溶物含量40%?50%。
[0020] 另一方面，本发明还提供了所述的防塌剂在配制油田钻井液中的应用。本发明还 提供了一种油田钻井液，其中含有本发明所述的防塌剂，以钻井液的总重量为基准，其中防 塌剂的含量为1 %?10%，优选为2%?5%。
[0021] 本发明的钻井液用防塌剂，为白色、微黄色或黄色颗粒或粉末，其加入钻井液后无 沉降物，无漂浮物，体系均匀，可应用于探井与开发井，可有效改善钻井液泥饼，防止井壁垮 塌，且荧光级别低，不影响地质录井，抗盐抗钙能力强，在20%盐水聚磺钻井液中仍具有良 好的性能，且无生物毒性，对环境无污染，并且产品的软化点范围较宽，为50?150°C，可适 用于不同井底温度的探井与开发井。
[0022] 综上所述，本发明提供了一种无荧光白浙青作为钻井液用防塌剂，本发明命名该 钻井液用防塌剂为无荧光白浙青，其可应用于探井和生产井，可有效改善钻井液泥饼，防止 井壁垮塌，与现有技术相比，具有荧光级别低、抗盐抗钙能力强、软化点范围较宽，无生物毒 性、对环境无污染等优点。并且，该产品有良好的油气层保护性能和一定的降滤失能力，在 各种钻井液中不提粘、不提切，配伍性良好。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为加有本发明的白浙青的钻井液压力与高温高压滤失量的关系图。
【具体实施方式】
[0024] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实例 对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制 本发明的范围。
[0025] 实施例1
[0026] 按重量取月桂酸25份、月桂醇20份、丙三醇6份加入到反应釜中，加热升温至 80°C，在搅拌下反应5小时，即制得本实施例的钻井液用防塌剂无荧光白浙青。搅拌速度无 影响，一般为50?120转/分钟，体系的反应压力为常压，以下实施例相同，不再赘述。
[0027] 实施例2
[0028] 按重量取软脂酸26份、硬脂醇25份、乙二醇8份加入到反应釜中，加热升温至 90°C，在搅拌下反应6小时，即制得本实施例的钻井液用防塌剂无荧光白浙青。
[0029] 实施例3
[0030] 按重量取月桂酸4份、软脂酸6份、硬脂酸17份、软脂醇22份，乙二醇10份加入 到反应釜中，加热升温至85°C，在搅拌下反应6小时，即制得本实施例的钻井液用防塌剂无 荧光白浙青。
[0031] 实施例4
[0032] 按重量取月桂酸28份、月桂醇7份、软脂醇6份、硬脂醇13份、丙三醇7份加入到 反应釜中，加热升温至95°C，在搅拌下反应7小时，即制得本实施例的钻井液用防塌剂无荧 光白浙青。
[0033] 实施例5
[0034] 按重量取硬脂酸24份、月桂醇26份、乙二醇2份、丙三醇8份加入到反应釜中，力口 热升温至75°C，在搅拌下反应7小时，即制得本实施例的钻井液用防塌剂无荧光白浙青。
[0035] 将上述各实施例产品进行各项性能测试，结果如表1所示。
[0036] 表1实施例产品各项性能指标测试数据
[0037]
【权利要求】
1. 一种制备钻井液用防塌剂的方法，该方法包括步骤： 将高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇按照20?30 :18?27 :5?12份的重量比混合， 于70?105°C下搅拌反应5?7小时，所得产物即为钻井液用防塌剂。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸、硬脂酸中 的一种或多种；优选地，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸和硬脂酸，月桂酸、软脂酸、硬 脂酸三者重量比例为〇· 5?L 2:0. 6?L 2:2. 0?3. 0。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇、硬脂醇中 的一种或多种；优选地，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇和硬脂醇，月桂醇、软脂醇、硬 脂醇三者的重量比例为1. 〇?1. 5:0. 9?1. 4:2. 0?3. 5。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多元醇包括乙二醇、丙三醇中的一种或多 种；优选地，所述多元醇包括乙二醇和丙三醇，乙二醇、丙三醇二者的重量比例为0. 3? 1. 0:1. 6 ?3. 0〇
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇的重量比为 20?30 :18?27 :5?12 ;进一步优选为24?28 :20?26 :6?10。
6. -种钻井液用防塌剂，其是按照权利要求1?5任一项所述的方法制备得到的。
7. 根据权利要求6所述的钻井液用防塌剂，其水溶物含量50%?80%，油溶物含量 40%?50%。
8. 根据权利要求6所述的钻井液用防塌剂，其软化点范围为50?150°C。
9. 权利要求6?8任一项所述的防塌剂在配制油田钻井液中的应用。
10. -种油田钻井液，其中含有权利要求6?8任一项所述的防塌剂，以钻井液的总重 量为基准，其中防塌剂的含量为1 %?10%，优选为2%?5%。
【文档编号】C09K8/56GK104194743SQ201410409843
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】姚少全 申请人:北京培康佳业技术发展有限公司