CN104710970A - 一种棕榈油用有机土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棕榈油用有机土及其制备方法，主要解决了棕榈油做油基钻井液基液时成胶率低的问题。本发明由有机胺盐、季铵盐阳离子表面活性剂、内酰胺、pH调节剂和过渡金属盐类对含水的钠基膨润土进行阳离子取代，经干燥、研磨而得到的。本发明制备方法工艺简单，制备的有机土在棕榈油中具有高达90％以上的成胶率，可以满足棕榈油作为钻井液基液时对于有机土的基本要求。

Description

一种棕榈油用有机土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油田钻井中使用的油基钻井液领域，特别涉及一种棕榈油用有机土及其制备方法。

背景技术

由于能源需求的增加，特别是石油天然气消耗量的迅速增加，油气井钻探深度不断增加，大斜度定向井、水平井及深井超深井等复杂井作业的数目随之增多，对油基钻井液性能提出了更高的要求。

有机土作为油基钻井液中的最基本的亲油胶体，在油基钻井液中可提高钻井液的粘度和切力，又能降低油基钻井液的滤失量，是油基钻井液中最重要的增粘剂。目前，国内油基钻井液有机土主要是针对柴油或白油研制，在柴油或白油中成胶率高而在棕榈油中成胶率较低。

本发明针对棕榈油做油基钻井液基液研制，它在棕榈油中具有高达90％以上的成胶率，可以满足棕榈油作为钻井液基液时对于有机土增粘提切的基本要求。

发明内容

本发明要解决的是如何克服现有生产技术的不足以及有机土在棕榈油中成胶率较低的问题，提供一种新的棕榈油用有机土。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：有以下重量成份组成

钠基膨润土40～100份

有机胺盐1～3份

季铵盐阳离子表面活性剂10～40份

内酰胺0.5～3份

pH调节剂0.5～5.0份

过渡金属镍盐0.1～2.0份

水500～800份

优选地，钠基膨润土优选方案为市售膨润土；季铵盐阳离子表面活性剂优选方案为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或两种以上的组合。

优选地，pH调节剂优选方案为无水碳酸钠、盐酸、氢氧化钠中的一种或两种以上的组合。

进一步地，本发明还提供了棕榈油用有机土的制备方法，其制备方法按如下步骤进行：

(1)将定量的钠基膨润土分散到水中，搅拌，去除杂质，调节pH值，形成悬浮体系a；

(2)将定量的季铵盐阳离子表面活性剂与水混合，形成体系b；

(3)将定量的有机胺盐、内酰胺、和过渡金属镍盐与水混合，在恒温水浴中搅拌2～5小时，得到体系c；

(4)在搅拌下，将体系b和体系c同时滴加到体系a中，在反应温度为40～110℃，常压下反应1～8小时得到产物d；

(5)将步骤(4)得到的产物d洗涤，然后在90～110℃温度下烘干，粉碎过筛，得有机土产品。

上述技术方案中，季铵盐阳离子表面活性剂与钠基膨润土的质量比为1∶1～10；悬浮液调节pH值为5～9；体系b与体系c同时滴加到体系a中；反应温度为40～90℃，反应时间为1～3小时。

本发明所制备的有机土，与市售有机土相比可用于配制以棕榈油作为基液的全油基钻井液以及以棕榈油作为基液的油包水钻井液，制备方法工艺简单，其在棕榈油中的成胶率高达90％，且在低极性溶剂中具有良好的降滤失效果，可以满足棕榈油作为钻井液基液时对于有机土的基本要求，与其他钻井液处理剂的配伍性良好，在油田钻井中具有重大的意义。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

实例1

具体配方：

钠基膨润土100g

有机胺盐1g

季铵盐阳离子表面活性剂12g

内酰胺1g

过渡金属镍盐0.5g

(1)将100克钠基膨润土分散到800克水中，高速搅拌后用浮选法除去杂质，然后滴加HCl或NaOH调节溶液pH为5(相对误差＜0.1)，得到稳定的悬浮液a，备用；

(2)将12克十二烷基三甲基氯化铵溶于150克水中，搅拌均匀，得到均一体系b，备用；

(3)将有机胺盐1克、内酰胺1克和过渡金属盐类(硝酸镍)0.5克溶于水中，在恒温水浴中搅拌约3小时，使其充分交换，得到体系c，备用；

(4)在高速搅拌的条件下，将体系b和体系c同时缓慢地滴加到悬浮液a中，在70℃、常压下反应2小时，得到反应产物d；

(5)将反应产物d用无水乙醇洗涤3次，除去产物d中多余的离子，然后进行固液分离，将所得的固体产物在90℃下烘干，粉碎过200筛，即得到棕榈油用高成胶率有机土产品。

实例2

具体配方：

钠基膨润土100g

有机胺盐2g

季铵盐阳离子表面活性剂6g

内酰胺2g

过渡金属镍盐0.5g

(1)将100克钠基膨润土分散到600克水中，高速搅拌后用浮选法除去杂质，然后滴加无水碳酸钠或NaOH调节溶液pH为8(相对误差＜0.1)，得到稳定的悬浮液a，备用；

(2)将6克十六烷基三甲基溴化铵溶于100克水中，搅拌均匀，得到均一体系b，备用；

(3)将有机胺盐2克、内酰胺2克和过渡金属盐类(硝酸镍)0.5克溶于水中，在恒温水浴中搅拌约4小时，使其充分交换，得到体系c，备用；

(4)在高速搅拌的条件下，将体系b和体系c同时缓慢地滴加到悬浮液a中，在90℃、常压下反应3小时，得到反应产物d；

(5)将反应产物d用无水乙醇洗涤3次，除去产物d中多余的离子，然后进行固液分离，将所得的固体产物在100℃下烘干，粉碎过200筛，即得到棕榈油用高成胶率有机土产品。

实例3

具体配方：

钠基膨润土100g

有机胺盐1g

季铵盐阳离子表面活性剂8g

内酰胺3g

过渡金属镍盐1.5g

(1)将100克钠基膨润土分散到700克水中，高速搅拌后用浮选法除去杂质，然后滴加无水碳酸钠或NaOH调节溶液pH为9(相对误差＜0.1)，得到稳定的悬浮液a，备用；

(2)将8克十二烷基磺酸钠溶于100克水中，搅拌均匀，得到均一体系b，备用；

(3)将有机胺盐1克、内酰胺3克和过渡金属盐类(硝酸镍)1.5克溶于水中，在恒温水浴中搅拌约5小时，使其充分交换，得到体系c，备用；

(4)在高速搅拌的条件下，将体系b和体系c同时缓慢地滴加到悬浮液a中，在80℃、常压下反应2小时，得到反应产物d；

(5)将反应产物d用无水乙醇洗涤3次，除去产物d中多余的离子，然后进行固液分离，将所得的固体产物在110℃下烘干，粉碎过200筛，即得到棕榈油用高成胶率有机土产品。

实施例4

采用成胶率对以上三种实例中的有机土进行评价：

各称取以上三种实施案例的有机膨润土2.00g(精确至0.01g)，放在50mL烧杯中，加入少量棕榈油，用玻璃棒搅拌，使之均匀分散在棕榈油中，小心转移到100mL具塞量筒中，用少量棕榈油多次洗净烧杯，并转入量筒中，加棕榈油至100mL，盖上磨口塞，将量筒倒置，上下摇动5min，静置，同时以秒表计时，记录90min时上层游离棕榈油的体积，按下式计算胶体率：

式中，V为90min时量筒上部析出的游离棕榈油体积，单位为mL。

评价结果如下：

项目	棕榈油中成胶率(％)	柴油中成胶率(％)
			实例1	95	8
实例2	92	15
			实例3	97	10
国内厂家有机土	26	97
			国外有机土	56	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(棕榈油)中具有良好的成胶效果。

尽管上面对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种棕榈油用有机土，其特征在于，由如下重量份组分制成：

钠基膨润土 40～100份

有机胺盐 1～3份

季铵盐阳离子表面活性剂 10～40份

内酰胺 0.5～3份

pH调节剂 0.5～5.0份

过渡金属镍盐 0.1～2.0份

水 500～800份。

2.根据权利要求1所述的一种棕榈油用有机土，其特征在于，所述季铵盐阳离子表面活性剂为：十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的一种棕榈油用有机土，其特征在于，所述pH调节剂为：无水碳酸钠、盐酸、氢氧化钠中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1至3所述的一种棕榈油用有机土的制备方法，其特征在于，如下步骤进行：

(1)将定量的钠基膨润土分散到水中，搅拌，去除杂质，调节pH值，形成悬浮体系a；

(2)将定量的季铵盐阳离子表面活性剂与水混合，形成体系b；

(3)将定量的有机胺盐、内酰胺、和过渡金属镍盐与水混合，恒温水浴中搅拌2～5小时，得到体系c；

(4)在搅拌状态下，将体系b和体系c同时滴加到体系a中，温度40～110℃，常压，时间1～8h，得产物d；

(5)将产物d洗涤，于90～110℃下烘干，粉碎，过筛，得成品。

5.根据权利要求4所述的一种棕榈油用有机土的制备方法，其特征在于：所述季铵盐阳离子表面活性剂与钠基膨润土质量比为1∶1～10。

6.根据权利要求4所述的一种棕榈油用有机土的制备方法，其特征在于：所述悬浮体系a的pH值为5～9。

7.根据权利要求4所述的一种棕榈油用有机土的制备方法，其特征在于：步骤(4)反应温度为40～90℃，时间为1～3h。