CN103980868A - 钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，所述防塌剂的原料组分及各组分的重量百分比为：工业助剂油：20.0%-35.0%，沥青：15.0%-30.0%，磺化沥青：7.0-18.0%，十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱：0.4%-0.8%，有机稳定剂：1.0%-2.0%，航空煤油：8.0%-15.0%，水：5.0%-42.0%。本发明重新选择乳化剂，并加入有机稳定剂使得产品在具备防塌性能的同时，具有更高的存储稳定性，杜绝了分层的现象；本防塌剂以较少的原料加入实现了高品质产品，具备较强的抗冻性能；可实现产品质量在一定范围内的调控，具有广泛的市场推广价值。

Description

钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂

技术领域

    本发明涉及一种石油钻井液处理剂，具体指一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂。

背景技术

玉门油田各区块不同的井深、构造和复杂的地质条件，给钻井液施工带来了井漏、缩径、坍塌、井径不规则及裂缝性油层保护难等技术问题，严重制约了钻井及油田整体效益的提高。中国专利：200410079225.7 公开了一种钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂虽能很好的克服上述难题，有效抑制泥页岩水化和硬脆性地层的坍塌，明显改善钻井液润滑性能和泥饼质量，减少滤失量具有十分重要的意义；但是仍然存在以下技术问题：

﹙1﹚产品存放一定时间后，易出现分层现象，即储存稳定性差；

﹙2﹚在工艺配方中，较多原料组分的加入使得产品中添加剂等辅料含量超标，而沥青等有效物含量较少，导致了有效物含量较低，产品质量不合格；

﹙3﹚在生产过程中，未能考虑冬季低温问题，未加入有效的抗冻材料，导致产品在冬季时抗冻效果差，因无流动性而无法使用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，具备更高的存储稳定性，更高的有效物含量、以及更强的抗冻性能。

本发明的另一个目的是提供一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂的制备工艺。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，所述防塌剂的原料组分及各组分的重量百分比为：工业助剂油：20.0%-35.0%，沥青：15.0%-30.0%，磺化沥青：7.0-18.0%，十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱：0.4%-0.8%，有机稳定剂：1.0%-2.0%，航空煤油：8.0%-15.0%，水：5.0%-42.0%。

所述有机稳定剂为聚乙烯醇。

所述沥青为100#道路沥青。

一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂的制备工艺：包括以下步骤：

a.首先将沥青溶解至溶解池，控制温度在140-170℃之间；

b.将称量好的工业助剂油和上述步骤a溶解好的沥青一同加入反应釜，控制温度在110—120℃之间，进行溶解；

c.将称量好的乳化剂磺化沥青和十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、有机稳定剂一并加入上述步骤b溶解好的物料中，进行乳化反应，控制温度在70-80℃之间，乳化3h；

d.上述步骤c乳化完成后，加入降凝剂航空煤油和水，开启剪切泵，进行剪切，控制温度在60—70℃之间，剪切2h；

e.剪切完成后，控制反应釜内物料温度≤50℃，出料、裝桶。

本发明的有益效果是：

1、重新选择乳化剂，采用磺化沥青和两性离子乳化剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱进行乳化，同时加入有机稳定剂聚乙烯醇，使其具备防塌性能的同时还提高了产品的稳定性、流动性和使用性能，杜绝了产品的分层现象；

2、将现有技术中所用沥青改为沥青质和胶质含量高的100#道路沥青，以较少的沥青原料组分有效增大了成品中的含量，提高了产品的有效物含量，进而提高了产品的质量；

3、重新调整水在配方中的含量，实现较大配比范围，可依据客户要求实现产品有效物含量从30%到80%范围内可调，满足客户要求的同时更合理地利用了原料，减少了材料的浪费；

4、将航空煤油当作降凝剂加入产品中，显著提高产品的抗冻性能，产品抗冻温度从原先10℃降至-12℃，提高了产品的低温流动性、低温润滑性和防塌作用，提高了产品冬季使用率和钻井效率，解决了产品冬季使用困难的技术问题。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明及其效果作进一步说明。

 1.试验样品实施例

实施例1：

钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂1号试验样品的制备工艺为：

a.首先将100#道路沥青360kg溶解至溶解池，控制温度在140-150℃之间；

b.将称量好的工业助剂油400kg和上述步骤a溶解好的100#道路沥青一同加入反应釜，控制温度在110—120℃之间，进行溶解；

c.将称量好的乳化剂磺化沥青160kg、两性离子乳化剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱8kg、以及有机稳定剂聚乙烯醇40kg一并加入上述步骤b溶解好的物料中，进行乳化反应，控制温度在70-80℃之间，乳化3h；

d.上述步骤c乳化完成后，加入降凝剂航空煤油192kg和水840kg，开启剪切泵，进行剪切，控制温度在60—70℃之间，剪切2h；

e.剪切完成后，控制反应釜内物料温度≤50℃，出料、裝桶。

实施例2：

钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂2号试验样品的制备工艺为：

a.首先将100#道路沥青480kg溶解至溶解池，控制温度在140-170℃之间；

b.将称量好的工业助剂油560kg和上述步骤a溶解好的100#道路沥青一同加入反应釜，控制温度在110—120℃之间，进行溶解；

c.将称量好的乳化剂磺化沥青260kg、两性离子乳化剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱12kg、以及有机稳定剂聚乙烯醇28kg一并加入上述步骤b溶解好的物料中，进行乳化反应，控制温度在70-80℃之间，乳化3h；

d.上述步骤c乳化完成后，加入降凝剂航空煤油220kg和水440kg，开启剪切泵，进行剪切，控制温度在60—70℃之间，剪切2h；

e.剪切完成后，控制反应釜内物料温度≤50℃，出料、裝桶。

实施例3：

钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂3号试验样品的制备工艺为：

a.首先将100#道路沥青580kg溶解至溶解池，控制温度在140-170℃之间；

b.将称量好的工业助剂油700kg和上述步骤a溶解好的100#道路沥青一同加入反应釜，控制温度在110—120℃之间，进行溶解；

c.将称量好的乳化剂磺化沥青320kg、两性离子乳化剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱16kg、以及有机稳定剂聚乙烯醇20kg一并加入上述步骤b溶解好的物料中，进行乳化反应，控制温度在70-80℃之间，乳化3h；

d.上述步骤c乳化完成后，加入降凝剂航空煤油264kg和水100kg，开启剪切泵，进行剪切，控制温度在60—70℃之间，剪切2h；

e.剪切完成后，控制反应釜内物料温度≤50℃，出料、裝桶。

 2.样品检测结果

将上述实施例中合成的试验样品1、2、3按照Q/YMKD 011—2012标准检测，检测结果如下：

从以上检测结果可看出，三个试验样品检测结果均合格，且样品的有效物含量可根据客户要求从30%到80%范围内实现可调。

 3.经济效益分析

   ﹙1﹚生产能力：现有年产产品1000吨的生产线。

   ﹙2﹚利税：按照年销售产品800吨计，预计年利税总额96万元。

   ﹙3﹚节能降耗：每吨降低材料成本750元，按每年生产1000吨产品计，可减少材料成本75万元。

本发明在泥浆中具有良好分散性，无沉淀和漂浮物，具有稳定井壁，抑制泥页岩和钻屑的水化膨胀，减少井下复杂情况的发生，同时能迅速在金属表面形成牢固的吸附膜，降低钻井液中钻具的提升阻力和旋转阻力，降低摩阻系数及扭矩，延长钻具使用寿命，减少粘附卡钻事故的发生。

本发明适用于各种钻井液体系，是一种较好的油层保护剂，优良的油溶特性，可满足油井开发后期的钻井需要，也是优良的油层屏蔽填充粒子，优良的井壁稳定作用，可提高井壁强度和韧性，有效的降低摩阻及扭矩，起极压润滑作用，不影响钻井液的流变性能，与其它处理剂配伍性较好，具有较高的市场推广使用价值。

Claims (4)

1.一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，其特征在于：所述防塌剂的原料组分及各组分的重量百分比为：工业助剂油：20.0%-35.0%，沥青：15.0%-30.0%，磺化沥青：7.0-18.0%，十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱：0.4%-0.8%，有机稳定剂：1.0%-2.0%，航空煤油：8.0%-15.0%，水：5.0%-42.0%。

2.根据权利要求1所述的一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，其特征在于：所述有机稳定剂为聚乙烯醇。

3.根据权利要求1所述的一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂，其特征在于：所述沥青为100#道路沥青。

4.一种钻井液用两性离子乳化沥青防塌剂的制备工艺：其特征在于包括以下步骤：

a.首先将沥青溶解至溶解池，控制温度在140-170℃之间；

b.将称量好的工业助剂油和上述步骤a溶解好的沥青一同加入反应釜，控制温度在110—120℃之间，进行溶解；

c.将称量好的乳化剂磺化沥青和十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、有机稳定剂一并加入上述步骤b溶解好的物料中，进行乳化反应，控制温度在70-80℃之间，乳化3h；

d.上述步骤c乳化完成后，加入降凝剂航空煤油和水，开启剪切泵，进行剪切，控制温度在60—70℃之间，剪切2h；

e.剪切完成后，控制反应釜内物料温度≤50℃，出料、裝桶。