CN103013461B - 一种钻井液用白沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液用白沥青及其制备方法，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℃~100℃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，喷雾造粒得到白沥青。本发明对油气层无损坏，润滑性能良好，防塌封堵，能有效降滤失，提高油气井产能和解决钻井过程中钻遇复杂条件地层时易发生的漏失、塌陷等技术难题。

Description

一种钻井液用白沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钻井液用防塌剂及其制备方法，具体涉及到一种钻井液用白沥青及其制备方法。

背景技术

钻井液是一种在钻井过程中具有携带钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。随着钻井深度增加、井壁不稳定性恶化及油气层保护难度加大，对钻井液的性能要求越来越高。特别是要求钻井液能在有效保持井壁稳定的同时能很好保护油气层。因此需向钻井液中添加高性能的防塌剂，以提高钻井液的抑制性能。

防塌剂能有效地抑制页岩水化膨胀和分散，起到稳定井壁的作用。常见的防塌剂有以下几种，一是沥青类，沥青是原油精炼后的残留物，将沥青进行一定的加工处理后，可制成钻井液用的沥青类防塌剂，它又可分为：氧化沥青类、磺化沥青类、天然沥青类和改性沥青类；二是钾盐腐植酸类。其中，沥青及其改性产品因具有良好的防塌性能和油层保护作用，被广泛应用。但随着石油开采技术的不断发展，油气层污染问题逐渐被人们所认识，海洋钻井环保要求越来越高，以前使用的沥青类防塌剂和褐煤类防塌剂及其他黑色的污染类产品由于不符合环保要求，毒性污染环境，荧光干扰地质录井，不再允许使用。且此类防塌剂还存在对泥浆体系的流变性影响大，容易增稠，防塌润滑性能差等不足。

CN101586034A公开了一种磺化沥青的制备方法，主要包括以下步骤：将沥青粉加入轻质油中边搅拌边升温形成混合溶液；然后向所述混合溶液中加入硫酸，保温；将保温后的溶液用氢氧化钠调节 pH 值，然后进行油层分离、烘干、粉碎后得到磺化沥青。该方法以石油沥青为原料制备磺化沥青，由于石油沥青中胶质成分含量较大，进行磺化时，磺化剂用量较大，得到的磺化沥青中含有大量硫酸钠等副产物，该磺化沥青配制的钻井液封堵防塌、降低高温高压滤失效果较差，加量大时还容易产生泡沫，对钻井作业产生影响。CN 101812288A公布了一种钻井液用抑制防塌剂，其技术方案是，一种钻井液用抑制防塌剂，它包括450~650重量份的丙烯酰胺单体；50~250重量份的丙烯酸，100重量份的碳酸钾或氢氧化钾，50重量份的氢氧化钠，50重量份的氨水，100重量份的二甲基二烯丙基氯化铵，0.2重量份的过硫酸氨，0.2重量份的亚甲硫酸氢钠；将上述原料混合均匀后，通入氮气，使容器内的液体成为胶体；将胶体经造粒机制成颗粒；再将颗粒经过沸腾流化床烘干；再进入粉碎机粉碎，即制成该发明。此发明具有提高机械钻速，降滤失的作用，抗盐、抗钙能力强，可有效提高钻井液抗污染能力，特别适用于淡水、咸水体系。但该发明制备工艺相对较为复杂，且所制得的防塌剂溶于钻井液后会导致钻井液粘度增大。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种具有高润滑性、防塌降滤失、无荧光环保的钻井液用白沥青及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种钻井液用白沥青，由如下重量份数的原料制备：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。

一种制备钻井液用白沥青的方法，包括以下步骤：

A、按配比准确称量各原料；

B、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℃~100℃，恒温搅拌20~40分钟；

C、在上述反应釜中加入聚丙烯酰胺，继续恒温搅拌20~40分钟；

D、在上述反应釜中均匀加入轻质碳酸钙，继续恒温搅拌0.5~2小时后出料，经喷雾造粒得到白沥青。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

本发明钻井液用白沥青具有良好的封堵裂层、防塌护壁和降滤失性能；且易于反排，对油气层无损坏，油气层保护性能良好；可在钻柱和井壁表面形成油膜，具有极强的润滑作用；能提高油气井产能和解决钻井过程中钻遇复杂条件地层时易发生的漏失、塌陷等技术难题；同时还易水中分散，可高度稀释，对钻井液流变性能影响小，具有一剂多用的特点。

本发明以石蜡、轻质碳酸钙和硬脂酸为主要原料，不含易对环境造成污染的沥青类物质，易生物降解，无毒，具有较高的环保性能；且无荧光，不会对地质录井形成干扰。此外，硬脂酸还能在一定程度上提高白沥青的硬度，使得白沥青粒子具有一定的韧性，进而增强其防塌、降滤失性能。聚乙二醇、烷基酚聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺的加入，使得所制得的白沥青降滤失性能更为优良、结合度增强。

本发明制备工艺简单、反应温度温和，70℃~100℃即可进行反应，适用于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例1

首先将精确称量的40kg石蜡、20kg硬脂酸、1kg 烷基酚聚氧乙烯醚、4kg聚乙二醇加入反应釜中，将反应釜升温至70℃，恒温搅拌30分钟；然后向上述反应釜中加入4kg聚丙烯酰胺，继续恒温搅拌30分钟；最后加入20kg轻质碳酸钙，继续恒温搅拌0.5小时；经喷雾造粒得到产品。

实施例2

首先将精确称量的50kg石蜡、30kg硬脂酸、2kg 烷基酚聚氧乙烯醚、5kg聚乙二醇加入反应釜中，将反应釜升温至80℃，恒温搅拌20分钟；然后向上述反应釜中加入4.5kg聚丙烯酰胺，继续恒温搅拌40分钟；最后加入25kg轻质碳酸钙，继续恒温搅拌2小时；经喷雾造粒得到产品。

实施例3

首先将精确称量的45kg石蜡、25kg硬脂酸、1.5kg 烷基酚聚氧乙烯醚、4.5kg聚乙二醇加入反应釜中，将反应釜升温至90℃，恒温搅拌40分钟；然后向上述反应釜中加入5kg聚丙烯酰胺，继续恒温搅拌20分钟；最后加入30kg轻质碳酸钙，继续恒温搅拌1小时；经喷雾造粒得到产品。

实施例1~3所制备的白沥青与Q/HBZJ-006-2005的各项性能指标对比如表一所示。

表一 钻井液用白沥青各项性能指标

Claims (1)

1.一种制备钻井液用白沥青的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、按配比准确称量下列重量份数的各原料，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；

B、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℃~100℃，恒温搅拌20~40分钟；

C、在上述反应釜中加入聚丙烯酰胺，继续恒温搅拌20~40分钟；

D、在上述反应釜中均匀加入轻质碳酸钙，继续恒温搅拌0.5~2小时后出料，经喷雾造粒得到白沥青。