一种复合沥青页岩抑制剂及其制备方法与流程

文档序号:29451091发布日期:2022-03-30 11:53阅读:107来源:国知局

1.本发明涉及页岩抑制剂制备技术领域,具体涉及一种复合沥青页岩抑制剂及其制备方法。


背景技术:

2.页岩是一种由粘土和其它矿物组成的细小的不可渗透的沉积岩石。它是油田中最常见的必须钻透才能到达油层的岩石之一。由于其高比例的带离子电荷的粘土,页岩具有很大的随水膨胀的趋势。这使其在具有水基钻井泥浆的深井中成为非常有问题的岩石。当页岩与水接触时,众所周知页岩由于离子交换,页岩含水量的变化和页岩内膨胀压力的变化而发生物理和化学变化,这些变化对页岩的化学和物理稳定性具有直接影响。
3.然而现有的抑制剂多数采用盐类如kcl作为粘土稳定剂可以抑制一些页岩的分散,但是其对于井壁的稳定能力弱,效果差。


技术实现要素:

4.为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种复合沥青页岩抑制剂及其制备方法。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种复合沥青页岩抑制剂,包括按重量份计的以下组分:沥青干粉40-70份、表面活性剂3-8份、碳纤维6-16份、聚乙二醇1-5份、改性剂6-12份以及乙烯-丙烯酸乙酯2-5份。
6.进一步地,复合沥青页岩抑制剂包括按重量份计的以下组分:沥青干粉50-60份、表面活性剂4-7份、碳纤维7-15份、改性剂7-10份以及乙烯-丙烯酸乙酯3-4份。
7.进一步地,改性剂的嵌段比4/6挥发分≤0.7%,灰分≤0.2,纯度≥99%。
8.进一步地,所述表面活性剂的纯度≥95%,比表面积1500-2000

/g,密度0.5g/m3,粒度为40-60。
9.进一步地,所述表面活性剂聚由丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
10.本发明还提供了一种复合沥青页岩抑制剂的制备方法,包括以下步骤:
11.s1:将沥青干粉、表面活性剂、碳纤维以及聚乙二醇末按比例称取后投入到搅拌釜中,在80-100℃条件下搅拌10-30min,
12.s2:再向搅拌釜中按比例投入改性剂以及乙烯-丙烯酸乙酯,在100℃-150℃条件搅拌20-40min,调节至ph为9;
13.s3:将搅拌完成后的溶液放入水热釜中,160-180℃下保温20-24h;
14.s4:使用离心分离机或真空抽滤装置将所得产物水洗至中性;
15.s5:通过喷雾造粒形成颗粒,并将颗粒干燥。
16.进一步地,步骤s1中的搅拌以250-300r/min的速率搅拌。
17.进一步地,步骤s1中按照沥青干粉、表面活性剂、碳纤维、以及聚乙二醇末的顺序分多次少量加入到搅拌釜中。
18.进一步地,步骤s2中按比例投入改性剂以及乙烯-丙烯酸乙酯,并以150-200r/min的速率搅拌。
19.本发明具有以下有益效果:本发明所提供的一种复合沥青页岩抑制剂及其制备方法,改性剂对沥青组分有溶胀、束缚、吸附及交联作用,可以将沥青中的轻组分进行固定并阻止其挥发,碳纤维为细小颗粒状,具有多孔结构,提供了较大的比表面积,充分分布于炭粒中,具有很强的吸附能力,此外,活性炭孔壁上大量分子间也可以产生强大的吸引力,将沥青产生的挥发性有机物吸附在活性炭孔径中;并通过特殊制备的复合沥青防塌抑制剂应用于水基钻井液后,大大提高了防塌和润滑能力,具有优良的流动性和动塑比,有利于岩屑的悬浮和携带,同时具备较低的页岩膨胀率控制,可以体现出其具有很好的封堵、防塌性能,利于井壁加固。
具体实施方式
20.以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
21.实施例一:
22.本发明较佳实施例提供的一种复合沥青页岩抑制剂,包括按重量份计的以下组分:沥青干粉40份、表面活性剂3份、碳纤维6份、聚乙二醇1份、改性剂6份以及乙烯-丙烯酸乙酯2份。改性剂的嵌段比4/6挥发分≤0.7%,灰分≤0.2,纯度≥99%,表面活性剂的纯度≥95%,比表面积1500

/g,密度0.5g/m3,粒度为40。表面活性剂聚由丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
23.制备上述复合沥青页岩抑制剂的具体制备方法,包括以下步骤:
24.s1:将沥青干粉、表面活性剂、碳纤维、以及聚乙二醇按比例称取后投入到搅拌釜中,在80℃条件下以250r/min的速率搅拌30min;
25.s2:再向搅拌釜中按比例投入改性剂以及乙烯-丙烯酸乙酯,在100℃条件以150-200r/min的速率搅拌40min,调节至ph为9;
26.s3:将搅拌完成后的溶液放入水热釜中,180℃下保温24h;
27.s4:使用离心分离机或真空抽滤装置将所得产物水洗至中性;
28.s5:通过喷雾造粒形成颗粒,并将颗粒干燥。
29.实施二:
30.本发明较佳实施例提供的一种复合沥青页岩抑制剂,包括按重量份计的以下组分:一种复合沥青页岩抑制剂,包括按重量份计的以下组分:沥青干粉60份、表面活性剂6份、碳纤维12份、聚乙二醇1份、改性剂9份以及乙烯-丙烯酸乙酯3份。改性剂的嵌段比4/6挥发分≤0.7%,灰分≤0.2,纯度≥99%,表面活性剂的纯度≥95%,比表面积1500

/g,密度0.5g/m3,粒度为40。表面活性剂聚由丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
31.制备上述复合沥青页岩抑制剂的具体制备方法,包括以下步骤:
32.s1:将沥青干粉、表面活性剂、碳纤维以及聚乙二醇按比例称取后投入到搅拌釜中,在90℃条件下以280r/min的速率搅拌25min;
33.s2:再向搅拌釜中按比例投入改性剂以及乙烯-丙烯酸乙酯,在120℃条件以180r/min的速率搅拌30min,调节至ph为9;
34.s3:将搅拌完成后的溶液放入水热釜中,170℃下保温24h;
35.s4:使用离心分离机或真空抽滤装置将所得产物水洗至中性;
36.s5:通过喷雾造粒形成颗粒,并将颗粒干燥。
37.实施三:
38.本发明较佳实施例提供的一种复合沥青页岩抑制剂,包括按重量份计的以下组分:沥青干粉70份、表面活性剂8份、碳纤维16份、聚乙二醇5份、改性剂6份以及乙烯-丙烯酸乙酯3份。改性剂的嵌段比4/6挥发分≤0.7%,灰分≤0.2,纯度≥99%,表面活性剂的纯度≥95%,比表面积1500

/g,密度0.5g/m3,粒度为40。表面活性剂聚由丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
39.制备上述复合沥青页岩抑制剂的具体制备方法,包括以下步骤:
40.s1:将沥青干粉、表面活性剂、碳纤维、以及聚乙二醇按比例称取后投入到搅拌釜中,在100℃条件下以250r/min的速率搅拌10min;
41.s2:再向搅拌釜中按比例投入改性剂以及乙烯-丙烯酸乙酯,在100℃条件以150r/min的速率搅拌30min,调节至ph为9;
42.s3:将搅拌完成后的溶液放入水热釜中,160℃下保温24h;
43.s4:使用离心分离机或真空抽滤装置将所得产物水洗至中性;
44.s5:通过喷雾造粒形成颗粒,并将颗粒干燥。
45.本发明对实施例1中制备页岩抑制剂进行相关指标说明,具体如下表所示:
46.页岩抑制剂一二三塑性粘度151413失水量9.59.29.1页岩膨胀率10.29.79.5
47.由上表可知,本发明的复合沥青抑制剂大大提高了防塌和润滑能力,具有优良的流动性和动塑比,有利于岩屑的悬浮和携带,同时具备较低的页岩膨胀率控制,可以体现出其具有很好的封堵、防塌性能,利于井壁加固。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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