增稠有机溶剂及其应用和制备方法以及油基钻井液与流程

本申请实施例涉及但不限于一种增稠有机溶剂及其应用和制备方法以及油基钻井液。

背景技术：

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，为满足环保、钻速等要求，现今油基钻井液基油倾向于采用粘度较小的矿物油，同时润滑脂、低极性涂料等亦多采用非极性烷烃类溶剂作为基油溶剂，而现有商业有机土在这些非极性烷烃类介质中造浆性较差，一般多借助高温高剪切及极性活化剂等手段达到所期望的粘度以及切力，步骤复杂繁琐，成本高。

技术实现要素：

本申请提供了一种增稠有机溶剂及其应用和制备方法以及油基钻井液，该增稠有机溶剂在高温时仍然保持很好的增粘效果。

本申请提供了一种增稠有机溶剂，所述增稠有机溶剂包括无机纤维和阳离子表面活性剂，其中，在所述增稠有机溶剂中，所述无机纤维的含量为1-5重量％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.08-2.5重量％；所述无机纤维选自海泡石和/或坡缕石；所述阳离子表面活性剂为烷基链碳数大于10的双链季铵盐。

在一个实施例中，所述阳离子表面活性剂选自双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵、双氢化牛酯基二甲基氯化铵或双氢化牛酯基甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基氯化铵中的一种或几种。

在一个实施例中，所述增稠有机溶剂中的有机溶剂为白油、柴油、天然气制油、液体石蜡或生物柴油。

本申请还提供了一种如上所述的增稠有机溶剂在非极性烷烃类油基钻井液中的应用。

本申请还提供了一种包含如上所述的增稠有机溶剂的油基钻井液，其中，所述油基钻井液中所述增稠有机溶剂的含量为10-100重量％。

本申请还提供了一种增稠有机溶剂的制备方法，其中，所述制备方法包括将所述重量百分含量的所述无机纤维和所述阳离子表面活性剂分散在有机溶剂中，在温度60℃-80℃下搅拌均匀，即得所述增稠有机溶剂。

与现有技术相比，本申请中的增稠有机溶剂所需表面活性剂和无机纤维用量少，使用简单，降低了能耗，制得的体系胶体率、增粘能力高，并且在高温时增稠有机溶剂仍然保持很好的增粘效果，尤其在油田钻井领域，可利用井底自然高温自行造浆，操作简单易行，很大程度上降低了成本。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例1在高温时的粘度曲线图；

图2为本申请实施例2和实施例3在高温时的粘度曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

一种增稠有机溶剂，所述增稠有机溶剂包括无机纤维和阳离子表面活性剂，其中，在所述增稠有机溶剂中，所述无机纤维的含量为1-5重量％，所述阳离子表面活性剂的含量为0.08-2.5重量％；所述无机纤维可以选自海泡石和/或坡缕石；所述阳离子表面活性剂可以为烷基链碳数大于10的双链季铵盐。

在一个实施例中，所述阳离子表面活性剂选自双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵、双氢化牛酯基二甲基氯化铵或双氢化牛酯基甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基氯化铵中的一种或几种。

在一个实施例中，所述增稠有机溶剂中的有机溶剂可以为白油、柴油、天然气制油、液体石蜡或生物柴油。

本申请还提供了一种如上所述的增稠有机溶剂在非极性烷烃类油基钻井液中的应用。

本申请还提供了一种包含如上所述的增稠有机溶剂的油基钻井液，其中，所述油基钻井液中所述增稠有机溶剂的含量为10-100重量％。

本申请还提供了一种如上所述的增稠有机溶剂的制备方法，其中，所述制备方法包括将所述重量百分含量的所述无机纤维和所述阳离子表面活性剂分散在有机溶剂中，在温度60℃-80℃下搅拌均匀，即得所述增稠有机溶剂。

以下实施例中所用试剂均来自商购，相同的试剂来源相同。

实施例1

分别称取0.765g海泡石，0.135g双十八烷基二甲基氯化铵，将海泡石和双十八烷基二甲基氯化铵分散于29.10g的白油中，密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，搅拌均匀，制得海泡石与双十八烷基二甲基氯化铵总和的质量分数为3％的混合体系，其中，海泡石质量分数为2.55％；双十八烷基二甲基氯化铵的质量分数为0.45％。

高温下的粘度测试：

将含量为3重量％的商业有机土的有机溶剂作为对比例1，将白油作为对比例2，分别测试对比例1、对比例2和实施例1的产品在高温70℃下的粘度，粘度曲线如图1所示，相同加量的商业有机土与本申请实施例1的产品相比，虽然都可以明显增稠，但海泡石增稠效果明显优于商业有机土。

其中商业有机土为淄博联技化工Dynagel 31有机土，测试设备为德国Haake公司RS75型应力流变仪，测试温度为70℃。

实施例2

分别称取0.255g海泡石，0.045g双十八烷基二甲基氯化铵，将海泡石和双十八烷基二甲基氯化铵分散于29.70g白油中，密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，搅拌均匀，制得海泡石与双十八烷基二甲基氯化铵总和的质量分数为1％的混合体系；双十八烷基二甲基氯化铵的质量分数为0.15％，海泡石的质量分数为0.85％。

实施例3

分别称取0.51g海泡石，0.09g双十四烷基二甲基溴化铵，将海泡石和双十四烷基二甲基溴化铵分散于29.40g天然气制油(GTL)中，后将此样品密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，制得海泡石与双十八烷基二甲基溴化铵总和的质量分数为2％的混合体系；双十四烷基二甲基溴化铵的质量分数为0.3％，海泡石的质量分数为1.7％。

高温下的粘度测试：

将白油作为对比例3，分别测试对比例3、实施例2和实施例3的产品在高温70℃下的粘度，粘度曲线如图2所示，海泡石加量为1或2重量％时，仍能有效增稠有机溶剂，且效果明显。

实施例4

分别称取0.51g海泡石，0.09g双十八烷基二甲基氯化铵，将海泡石和双十八烷基二甲基氯化铵分散于29.40g白油中，密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，搅拌均匀，制得海泡石与双十八烷基二甲基氯化铵总和的质量分数为1％的混合体系；双十八烷基二甲基氯化铵的质量分数为0.3％，海泡石的质量分数为0.7％。该实施例的粘度曲线与图2中的实施例2的曲线类似，在高温下具有良好的增稠效果。

实施例5

称取0.528g海泡石，0.072g双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵，将海泡石和双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵分散于29.40g生物柴油中，后将此样品密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，制得海泡石与双氢化牛脂基甲基苄基氯化铵总和的质量分数为2％的混合体系，双十八烷基二甲基氯化铵的质量分数为0.24％，海泡石的质量分数为1.76％，该实施例的粘度曲线与图2中的实施例3的曲线类似，在高温下具有良好的增稠效果。

实施例6

称取0.51g坡缕石，0.09g双十二烷基二甲基溴化铵，将海泡石和双十四烷基二甲基溴化铵分散于29.40g天然气制油(GTL)中，后将此样品密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，制得海泡石与双十二烷基二甲基溴化铵总和的质量分数为2％的混合体系，双十二烷基二甲基溴化铵的质量分数为0.3％，海泡石的质量分数为1.7％，该实施例的粘度曲线与图2中的实施例3的曲线类似，在高温下具有良好的增稠效果。

实施例7

称取1.286g海泡石，0.214g双十八烷基二甲基氯化铵，将海泡石和双十四烷基二甲基氯化铵分散于28.5g液体石蜡中，制得海泡石与双十八烷基二甲基氯化铵总和的质量分数为5％的混合体系，双十二烷基二甲基氯化铵的质量分数为0.71％，海泡石的质量分数为4.29％，后将此样品密封置于80℃水浴中恒温搅拌30min，后转移至比色管中于室温条件下静置，此样品冷却至室温后变成凝胶状。倒置比色管，有机溶剂不发生流动现象，增稠效果明显。

从实施例1-7可以看出，本申请提供的增稠有机溶剂能够获得比现有的有机溶剂更好的粘稠效果。

应用实施例1

一种增稠有机溶剂作为油基钻井液的应用，实施例1的产品作为油基钻井液用于海洋钻井，该油基钻井液在70℃下具有良好的低剪切粘度，在15^-s的剪切速率下的粘度为100mPa.s。

应用实施例2

实施例1的产品与普通油基钻井液混合后作为油基钻井液应用于海洋钻井，实施例1的产品与普通油基钻井液的重量比为1:1，即油基钻井液含有50重量％的实施例1的产品。该普通的油基钻井液的基本配方如下：360mL柴油+含量为4重量％的主乳+含量为4重量％的辅乳+含量为2重量％的有机土+含量为4重量％的降滤失剂+含量为3重量％的氧化钙+40mL浓度为20％的氯化钙的水溶液。在应用过程中，实施例1的产品易分散溶解于普通钻井液中，并迅速提高油基钻井液在高温下的切力和低剪切粘度，该油基钻井液在70℃下具有良好的低剪切粘度，在15^-s的剪切速率下的粘度为115mPa.s。

应用对比例1

使用普通油基钻井液作为油基钻井液应用于海洋钻井，该普通的油基钻井液的基本配方如下：360mL柴油+含量为4重量％的主乳(环烷酸钙)+含量为4重量％的辅乳(Span-80)+含量为2重量％的有机土+含量为4重量％的降滤失剂+含量为3重量％的氧化钙+40mL浓度为20％的氯化钙的水溶液。在应用过程中，普通油基钻井液在高温下低剪切粘度较低。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。