CN101624515B - 白油中高成胶率有机土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种白油中高成胶率有机土及其制备方法。有机土由干料钠基膨润土60～70份；季铵盐阳离子表面活性剂20～25份；非离子表面活性剂10～15份；水750～1200份组成。其制备方法为：(1)将钠基膨润土干料分散到水中，用浮选法除去杂质，使之形成稳定的悬浮液a；(2)将季铵盐阳离子表面活性剂加入到水中，搅拌均匀得到液体b；(3)将非离子表面活性剂加入到水中，搅拌均匀得到液体c；(4)将液体b滴加到悬浮液a中，在温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时，然后在继续向悬浮液a中滴加液体c，在温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时；(5)将第(4)步得到的产物洗涤3～5次，然后将产物在100-110℃温度下烘干，粉碎过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。

Description

白油中高成胶率有机土及其制备方法

技术领域

本发明涉及到油基钻井液有机土领域，特别涉及到白油中高成胶率有机土及其制备方法。

背景技术

由于柴油富含芳香烃，极性强，而白油和气制油，主要为饱和烷烃基本不含芳香烃，极性弱。国内现有油基钻井液有机土主要是针对柴油基研制的，在柴油中成胶率高一般高达90％以上，而在白油和气制油中成胶率较低，一般小于10％。随着环境保护意识日益增强，采用柴油为油基钻井基液逐步被淘汰，油田钻探开发普遍使用白油或气制油等低毒油品作为油基钻井液基液。本发明研制的有机土是针对白油做油基钻井液基液研制的，它不但在柴油中成胶率高，在白油中成胶率也高，可以用于配制以柴油、白油等为基液的全油基钻井液和油包水逆乳化钻井液。有效解决了用柴油做为基液构建油基泥浆体系的环境保护问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在白油中高成胶率有机土及其制备方法，本发明有效地解决了用柴油作为基液构建油基泥浆体系中的环境保护问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

白油中高成胶率有机土由如下重量份组分构成：

干料钠基膨润土            60～70份

季铵盐阳离子表面活性剂    20～25份

非离子表面活性剂          10～15份

水                        750～1200份

其中：干料钠基膨润土是铝硅酸钠或镁硅酸钠，还包括天然钠基膨润土如层状结构的云母族、粘土族、绿泥石族硅酸盐，链状结构的辉石族、闪石族硅酸盐和架状结构的长石族、沸石族及群青族硅酸盐的粉状混合物。

季铵盐阳离子表面活性剂为：十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵或十四烷基三甲基溴化铵中的任意一种

非离子表面活性剂为以下结构中的任意一种：

(1)R(OCH₂CH₂)_nOH，其中R为C_12～C₁₈的烷基基团，n为4～10的值；

(2)壬基酚聚氧乙烯醚，C₉H₁₉-C₆H₅-O(CH₂CH₂O)_nH，其中n为4～40的值；

(3)含有机氟的非离子表面活性剂：全氟辛磺酰基3-氨丙基三乙氧基硅烷。

白油中高成胶率有机土的制备方法按如下步骤进行：

(1)将60～70份的钠基膨润土干料分散到450～800份的水中，高速搅拌后，用浮选法除去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为8％～15％；

(2)将20～25份季铵盐阳离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体b，其液体b的质量百分比浓度为8％～15％；

(3)将10～15份非离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体c，其液体c的质量百分比浓度为10％～20％；

(4)在高速搅拌的条件下，将液体b滴加到悬浮液a中，滴加完液体b后，继续在高度搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时，然后在高速搅拌的条件下，继续向悬浮液a中滴加液体c，滴加完液体c后，继续在高度搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时；

(5)将第(4)步得到的产物洗涤3～5次，洗去悬浮液中的多余离子，采用离心的方法进行固液分离，然后将所得固体产物在100～110℃温度下烘干，粉碎过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。

本发明的积极效果为：

1、可用于配制以柴油、白油和气制油等为基液的全油基钻井液和油包水逆乳化钻井液；

2、在低极性溶剂中具有良好的成胶效果；

3、与其他钻井液处理剂的配伍性良好。

具体实施方式

实例1

将65克钠基膨润土干料分散到600克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到稳定的悬浮液备用；将20克十六烷基三甲基溴化铵溶于200克的水中，搅拌均匀，使之成为澄清透明的溶液备用；将12.5克OP-10溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条件下，将十六烷基三甲基溴化铵溶液缓慢滴加到悬浮液中，在80℃时反应1.5小时，继续滴加OP-10水溶液，在80℃时再反应1.5小时，最后将产物洗涤3次，过滤得到固体产物，将固体产物在100-110℃温度下烘干后粉碎，过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。

实例2

将70克钠基膨润土干料分散到600克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到稳定的悬浮液备用；将22克十八烷基三甲基氯化铵溶于200克的水中，搅拌均匀，使之成为澄清透明的溶液备用；将14克全氟辛基磺酰基3-氨丙基三乙氧基硅烷溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条件下，将十八烷基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加到悬浮液中，在90℃时反应2小时，继续滴加全氟辛基磺酰基3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液，在90℃时再反应2小时，最后将产物洗涤4次，过滤得到固体产物，将固体产物在100-110℃温度下烘干后粉碎，过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。

实例3

将62克钠基膨润土干料分散到600克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到稳定的悬浮液备用；将24克十六烷基三甲基氯化铵溶于200克的水中，搅拌均匀，使之成为澄清透明的溶液备用；将15克OP-15溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条件下，将十六烷基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加到悬浮液中，在95℃时反应2小时，继续滴加OP-15水溶液，在95℃时反应2小时，最后将产物洗涤5次，过滤得到固体产物，将固体产物在100-110℃温度下烘干后粉碎，过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。采用成胶率对实例中的有机土进行评价：

用500毫升量筒准备量取300毫升白油(或柴油)加入到高搅杯中，称取6克有机土(精确至0.01g)，在5000r/min的条件下将称取的6克有机土缓慢加入到高搅杯中，搅拌20分钟后，迅速将高搅杯中的溶液倒入100毫升到100ml具塞量筒中，盖上磨口塞，静置。同时以秒表计时，记录90min时上层游离油的体积。

$X_2=\frac{100-V}{100}\×100$

式中：X₂——胶体率，％；

V——90min时量筒上部析出的游离白油(柴油)

评价结果如下：

项目	白油中成胶率％	柴油中成胶率
			实例1	95	98
实例2	99	100
			实例3	97	99
国内厂家有机土	18	97
			VG-PLUS(国外有机土)	43	98

由上述数据可以看出：本发明研制的有机土在低极性溶剂中具有良好的成胶效果。

Claims (5)

1.一种白油中高成胶率有机土，其特征在于，白油中高成胶率有机土由如下重量份组分按所述步骤制成：

其中：非离子表面活性剂为以下结构中的任意一种：

(1)R(OCH₂CH₂)_nOH，其中R为C₁₂～C₁₈的烷基基团，n为4～10的值；

(2)壬基酚聚氧乙烯醚，C₉H₁₉-C₆H₅-O(CH₂CH₂O)_nH，其中n为4～40的值；

(3)含有机氟的非离子表面活性剂：全氟辛磺酰基3-氨丙基三乙氧基硅烷；

其制备方法按如下步骤进行：

(1)将60～70份的干料钠基膨润土分散到450～800份的水中，高速搅拌后，用浮选法除去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为8％～15％；

(2)将20～25份季铵盐阳离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体b，其液体b的质量百分比浓度为8％～15％；

(3)将10～15份非离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体c，其液体c的质量百分比浓度为10％～20％；

(4)在高速搅拌的条件下，将液体b滴加到悬浮液a中，滴加完液体b后，继续在高速搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时，然后在高速搅拌的条件下，继续向悬浮液a中滴加液体c，滴加加完液体c后，继续在高度搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时；

(5)将第(4)步得到的产物洗涤3～5次，洗去悬浮液中的多余离子，采用离心的方法进行固液分离，然后将所得固体产物在100～110℃温度下烘干，粉碎过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。

2.根据权利要求1所述的白油中高成胶率有机土，其特征在于，所述干料钠基膨润土是铝硅酸钠或镁硅酸钠。

3.根据权利要求1所述的白油中高成胶率有机土，其特征在于，所述干料钠基膨润土是天然钠基膨润土中的层状结构的云母族、粘土族、绿泥石族硅酸盐，链状结构的辉石族、闪石族硅酸盐和架状结构的长石族、沸石族及群青族硅酸盐的粉状混合物。

4.根据权利要求1所述的白油中高成胶率有机土，其特征在于，所述季铵盐阳离子表面活性剂为：十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵或十四烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的白油中高成胶率有机土的制备方法，其特征在于，所述的制备方法按如下步骤进行：

(1)将60～70份的干料钠基膨润土分散到450～800份的水中，高速搅拌后，用浮选法除去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为8％～15％；

(2)将20～25份季铵盐阳离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体b，其液体b的质量百分比浓度为8％～15％；

(3)将10～15份非离子表面活性剂加入到100～150份的水中，搅拌均匀得到液体c，其液体c的质量百分比浓度为10％～20％；

(4)在高速搅拌的条件下，将液体b滴加到悬浮液a中，滴加完液体b后，继续在高速搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时，然后在高速搅拌的条件下，继续向悬浮液a中滴加液体c，滴加加完液体c后，继续在高度搅拌，温度为75～95℃条件下，反应1.5～2.5小时；

(5)将第(4)步得到的产物洗涤3～5次，洗去悬浮液中的多余离子，采用离心的方法进行固液分离，然后将所得固体产物在100～110℃温度下烘干，粉碎过100目筛，即得白油中高成胶率有机土产品。