CN104927806A - 阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用及含有上述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液，该应用将阴-阳离子型有机粘土作为流变助剂应用于油基钻井液的配制，所述油基钻井液中还包括乳化剂、润湿剂和加重材料；含有上述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液具有更好的热稳定性，且在常温和高温下均表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性，能满足高温条件下的钻井需要，适用于多种高难度深层油气的勘探和开采，同时，具有良好的水容量，在特定范围内，在低油水比的环境中比高油水比的环境中具有更好的性能，符合实际钻井需要，且所需原料易得，价格便宜，制备方法简单，制备过程易控制，适于大规模工业生产。

Description

阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用
技术领域
本发明涉及有机改性粘土的应用，具体涉及阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用。
背景技术
油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液，相比于水基钻井液，油基钻井液具有抗高温，抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点，广泛应用于多种油气资源的勘探和开采。随着油气勘探开发逐步向深层发展，特别是页岩气资源和深海油田资源的勘探和开采，钻头遇高温高压地层的概率逐渐增大，因此，使用性能优良、热稳定性好的油基钻井液成为钻探高难度的高温深井、海上钻井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段。
有机粘土作为亲油胶体，是油基钻井液中的重要组分，直接影响油基钻井液的整体性能，包括热稳定性、流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性等等，现有技术中常选用有机改性的膨润土、蒙脱石等作为有机粘土添加到油基钻井液中，选用不同粘土矿物、不同改性剂或改性方法得到的有机粘土结构及理化性质差异较大，从而导致制得的油基钻井液具有不同的性能。
目前，使用阳离子表面活性剂进行有机改性所得到的阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用最为广泛，但由于阳离子表面活性剂本身的热稳定性较差，不能满足油基钻井液在高温环境下的使用，尽管通过烃链长度和官能团种类的调整可以提高有机粘土的热稳定性和凝胶性能，但提高程度有限，使用阳离子型有机粘土配制的油基钻井液一般只能在180℃以下保持较好的流变性和凝胶性，在更高温度下则易发生固化，丧失使用性。
专利201110119438.8公开了一种阳离子-阴离子复合插层型有机蒙脱石材料及其制备方法，采用阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂共同对钙基蒙脱石进行改性，得到具有更大层间距和更高热分解温度的疏水性有机蒙脱石。但目前对此类型有机粘土的研究较少，且关于其应用方面的研究并无报道。
基于现有技术的上述状况，本发明人对阴-阳离子型有机粘土的制备及应用进行研究，目的是提供一种阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用及含有所述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液。
发明内容
本发明人通过锐意研究发现：通过选择合适的改性剂种类及其配比，可以得到层间距更大、接触角可调且热分解温度更高的阴-阳离子型有机粘土；将特定的阴-阳离子型有机粘土添加至油基钻井液中，通过控制合适的添加量和油基钻井液中其它成分的种类及含量，能够使得含有所述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液具有更好的热稳定性，且在常温和高温下均表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
本发明的目的在于提供以下方面：
(1)阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，即将阴-阳离子型有机粘土作为流变助剂应用于油基钻井液的配制。
(2)一种如上述(1)所述的阴-阳离子型有机粘土。
(3)一种含有如上述(2)所述的阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液，所述油基钻井液中还包括乳化剂、润湿剂和加重材料。
本发明所具有的有益效果包括：
(1)本发明将具有特定结构的阴-阳离子型有机粘土作为流变助剂应用于油基钻井液的配制，并控制阴-阳离子型有机粘土的添加量及油基钻井液中其它组分的种类及含量，使得含有所述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液具有更好的热稳定性，且在常温(150℃)和高温(220℃)下均表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性，能满足高温条件下的钻井需要，解决了现有的油基钻井液在较高温度下易固化或性能降低、丧失使用性的问题，适用于多种高难度深层油气的勘探和开采。
(2)本发明提供的含有所述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液具有良好的水容量，在特定范围内，在低油水比的环境中比高油水比的环境中具有更好的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性，符合实际钻井需要。
(3)本发明提供的含有所述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液所需原料易得，价格便宜，制备方法简单，制备过程易控制，适于大规模工业生产。
附图说明
图1示出实施例1、4、6和对比例1制得的有机膨润土的XRD图谱；
图2示出实施例1、4、6和对比例1制得的有机膨润土的接触角测试图；
图3示出实施例1、4、6和对比例1制得的有机膨润土的热重曲线图。
具体实施方式
下面通过附图、实验例和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
根据本发明，提供一种阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，即将阴-阳离子型有机粘土作为流变助剂应用于油基钻井液的配制。
在根据本发明的优选实施方式中，将所述阴-阳离子型有机粘土添加于油基钻井液中，可显著提高油基钻井液的多项性能，包括提高热稳定性和凝胶稳定性，以及降低滤失量，使得所述油基钻井液可满足多种高难度深层油气勘探开发的需要，尤其是页岩气资源和深海油田资源的勘探和开采。
在根据本发明的优选实施方式中，所述阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的添加量为0.1～10g/100ml，优选为0.3～8.0g/100ml，更优选为0.5～6.0g/100ml。
在根据本发明的优选实施方式中，所述阴-阳离子型有机粘土为使用阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂进行有机改性的粘土矿物，具体来说，所述阴-阳型离子型有机粘土为使用热稳定性好的阴离子表面活性剂和有利于插层反应的阳离子表面活性剂进行有机改性的粘土矿物，相比于现有技术中常用的阳离子型有机膨润土市售品DG-OMt，所述阴-阳型离子型有机粘土具有更大的层板间距(约为4.0～6.0nm)，有机粘土层结构易剥离，其表面具有极强的可调性，在油基钻井液中具有良好的分散性，同时具有良好的热稳定性、流变性和凝胶性，因而含有所述阴-阳型离子型有机粘土的油基钻井液在常温和高温下均能表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
在根据本发明的优选实施方式中，所述阴离子表面活性剂为具有如下式(Ⅰ)～(Ⅳ)所示结构的物质中的一种或几种：
其中，式(Ⅰ)～(Ⅳ)中n为3～31，优选为7～25的整数；X+为一价阳离子，优选为Na+或K+。
所述阴离子表面活性剂优选为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或硬脂酸钠中的一种或几种，上述阴离子表面活性剂热稳定性强，用其对粘土矿物进行有机改性，可提高有机粘土的整体热稳定性。
在根据本发明的优选实施方式中，所述阳离子表面活性剂为具有如下式(Ⅴ)～(Ⅸ)所示结构的物质中的一种或几种：
其中，式(Ⅴ)～(Ⅸ)中m为3～31，优选为7～25的整数；Y-为一价阴离子，优选为Cl-或Br-。
所述阳离子表面活性剂优选为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、十八烷氧基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵或双十八烷基甲基苄基氯化铵中的一种或几种，上述阳离子表面活性剂可对粘土矿物进行插层改性，将有机基团引入粘土矿物层间，从而撑大层间距，使得改性后的有机粘土层结构易剥离，在油基钻井液中具有良好的分散性，因而具有良好的流变性和凝胶性。
所述粘土矿物为膨润土、蒙脱石、海泡石、凹凸棒土或坡缕石，优选为膨润土或蒙脱石，所述粘土矿物具有层状结构，对其进行阴、阳离子表面活性剂改性后可得到热稳定性、流变性和凝胶性显著提高的阴-阳离子型有机粘土，且价格便宜，适于作为流变助剂添加到油基钻井液中。
在根据本发明的优选实施方式中，所述阴-阳离子型有机粘土的制备方法包括：
步骤1)，水化：将粘土矿物与去离子水按照重量比1～15:100混合，制成悬浮液，在25～90℃下机械搅拌并超声分散5～120分钟；
步骤2)，阳离子改性：在25～90℃下，向步骤1)得到的悬浮液中加入阳离子表面活性剂，其量为粘土矿物阳离子交换容量的0.2～4.0倍，然后超声分散0～120分钟，机械搅拌反应0～120分钟，得到阳离子型有机粘土悬浮液；
步骤3)，阴离子改性：在25～90℃下，向步骤2)得到的悬浮液中加入阴离子表面活性剂，其量为粘土矿物阳离子交换容量的0.2～5.0倍，然后超声分散5～120分钟，机械搅拌10～150分钟，冷却至室温后静置，离心分离沉淀物，用去离子水清洗沉淀物，然后在60～90℃下干燥，即得到所述阴-阳离子型有机粘土。
上述阴-阳离子型有机粘土的制备方法首先使用阳离子表面活性剂对粘土矿物进行插层改性，通过阳离子性表面活性剂与粘土矿物的层间阳离子进行交换作用，对粘土矿物进行初步的有机改性，将有机基团引入粘土矿物层间，初步撑大粘土矿物的层间距，从而将亲水性粘土矿物改性为疏水性阳离子型有机粘土；然后使用阴离子表面活性剂进行插层改性，由于阳离子型有机粘土是疏水性的，因此阴离子表面活性剂很容易地进入阳离子型有机粘土层间，进一步撑大阳离子型有机粘土的层间距，使得有机粘土层能良好地实现剥离，从而得到所述阴-阳离子型有机粘土。
在根据本发明的优选实施方式中，所述油基钻井液内含有油相和水相，所述油相与水相的体积比为6:4～9.9:0.1，优选为7:3～9.5:0.5，更优选为8:2～9:1。
所述油相为原油、柴油或矿物油中的一种或几种，优选为柴油或矿物油中的一种或几种，本发明优选地选用0号柴油。
所述水相为pH为8～10的水溶液，优选为含有Na+、Mg2+或Ca2+的pH为8～10的水溶液，本发明优选地选用浓度为3％的CaCl2水溶液。
根据本发明，还提供一种如上所述的阴-阳离子型有机粘土，其在油基钻井液中可以作为流变助剂，优选所述阴-阳离子型有机粘土为使用阴离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂进行有机改性的粘土矿物，所述阴离子表面活性剂优选具有如式(Ⅰ)～(Ⅳ)所示结构的物质，所述阳离子表面活性剂优选具有如式(Ⅴ)～(Ⅸ)所示结构的物质，所述粘土矿物优选为膨润土、蒙脱石、海泡石、凹凸棒土或坡缕石，更优选为膨润土或蒙脱石。
根据本发明，还提供一种含有如上所述的阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液，所述油基钻井液中还包括乳化剂、润湿剂和加重材料。
在根据本发明的优选实施方式中，所述乳化剂优选为山梨糖醇酐油酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述润湿剂优选为十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基磺酸钠组成的混合物；所述加重材料为重晶石粉、石灰石粉、铁矿粉、钛铁矿粉或方铅矿粉，优选为重晶石粉或石灰石粉。
在根据本发明的优选实施方式中，含有上述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液的制备方法包括：将油相与水相按体积比6:4～9.9:0.1混合，搅拌1～60分钟；然后加入乳化剂，搅拌1～30分钟；再加入润湿剂，搅拌1～60分钟；最后加入所述阴-阳离子型有机粘土和加重材料，搅拌5～60分钟，即得到含有上述阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液。
上述方法中各组分的加入量如下：每100ml油相与水相的混合液中加入0.5～10g乳化剂、0.2～10g润湿剂、0.1～10g阴-阳离子型有机粘土和50～500g加重材料，其中，润湿剂中十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基磺酸钠的重量比优选为0.5:1～5:1。
实验例
实验例1有机粘土的性能测试
对使用不同阴、阳离子表面活性剂及其配比对粘土矿物进行有机改性得到的有机粘土进行下述性能测试，结果见图1～3。
X-射线衍射实验
使用日本日立公司生产的D/MAX2000型X-射线粉晶衍射仪(Cu靶Kα射线)，在λ为0.15406nm，步宽0.02，工作电压40kV，工作电流100mA的条件下进行测试。
结果如图1所示，阳离子型有机膨润土市售品的层间距d001＝1.8～2.5nm，而按照本发明所述方法制得的阴-阳离子型有机膨润土具有更大的层间距，d001＝4.0～6.0nm。
接触角测定
使用JC2000D型接触角测量仪，以去离子水为液体介质对样品进行接触角测量。
结果如图2所示，阳离子型有机膨润土市售品的接触角为63°，而按照本发明所述方法制得的阴-阳离子型有机膨润土的接触角为37°～47°。
热重分析实验
使用日本日立公司生产的SHB-D型差热分析仪，在升温速率10℃/min，空气氛围条件下进行分析。
结果如图3所示，阳离子型有机膨润土市售品的初始热分解温度为243℃，而按照本发明所述方法制得的阴-阳离子型有机膨润土的初始热分解温度为321～331℃，较阳离子型有机膨润土市售品提高了78～88℃，热稳定性更好。
实验例2油基钻井液的性能测试
将含有不同有机粘土和/或油水比不同的油基钻井液分别于150℃、200℃和220℃热滚16小时，获得在不同温度下工作的油基钻井液样品，然后冷却至65℃，分别测定其表观粘度、塑性粘度、动切力和滤失量，结果见表1～4。
实施例
实施例1阴-阳离子型有机粘土的制备(一)
步骤1)，水化：将8g钠基膨润土与100ml去离子水混合，制成悬浮液，在30℃下机械搅拌20分钟，超声分散10分钟；
步骤2)，阳离子改性：在40℃下，向步骤1)得到的悬浮液中加入十四烷基三甲基溴化铵，其量为粘土矿物交换容量的0.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌30分钟，得到阳离子型有机膨润土悬浮液；
步骤3)，阴离子改性：在40℃下，向步骤2)得到的悬浮液中加入十二烷基硫酸钠，其量为粘土矿物交换容量的2.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌20分钟，冷却至室温后静置，离心分离沉淀物，用去离子水清洗沉淀物2次，然后在80℃下干燥，即得到所述阴-阳离子型有机膨润土。
实施例2阴-阳离子型有机粘土在油水比为8:2的油基钻井液中的应用
将256ml 0号柴油与64ml浓度为3％的CaCl2水溶液混合，以4000r/min高速搅拌10分钟；然后加入乳化剂3g SPAN-80(山梨糖醇酐油酸酯)和3g OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)，搅拌10分钟；再加入润湿剂2g十二烷基三甲基溴化铵和1.6g十二烷基磺酸钠，搅拌10分钟；最后加入6g实施例1制得的阴-阳离子型有机膨润土和806g重晶石，搅拌20分钟，即得到所述油基钻井液。
按照实验例2所述方法分别对实施例2(含有实施例1制得的阴-阳离子型有机膨润土)和对比例2(含有对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品)制得的油基钻井液进行性能测试，结果见表1。
表1.含有阴-阳离子型有机膨润土和阳离子型有机膨润土市售品的油水比为8:2的油基钻井液的性能表征
注：“—”表示固化。
如表1所示，在150℃，含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液的表观粘度、塑性粘度和动切力均高于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，且滤失量低于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液；在200℃和220℃，含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液已固化失效，而含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液仍保持良好的流动性和粘度。
由此可见，在油水比为8:2的油基钻井液中，含有本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液与含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液相比，具有更好的热稳定性，且在常温和高温下均能表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
实施例3阴-阳离子型有机粘土在油水比为9:1的油基钻井液中的应用
将288ml 0号柴油与32ml浓度为3％的CaCl2水溶液混合，以4000r/min高速搅拌10分钟；然后加入乳化剂3g SPAN-80(山梨糖醇酐油酸酯)和3g OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)，搅拌10分钟；再加入润湿剂2g十二烷基三甲基溴化铵和1.6g十二烷基磺酸钠，搅拌10分钟；最后加入6g实施例1制得的阴-阳离子型有机膨润土和806g重晶石，搅拌20分钟，即得到所述油基钻井液。
按照实验例2所述方法分别对实施例3(含有实施例1制得的阴-阳离子型有机膨润土)和对比例3(含有对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品)制得的油基钻井液进行性能测试，结果见表2。
表2.含有阴-阳离子型有机膨润土和阳离子型有机膨润土市售品的油水比为9:1的油基钻井液的性能表征
注：“—”表示固化。
如表2所示，在150℃和200℃，含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液的表观粘度、塑性粘度和动切力均低于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，且滤失量高于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液；在220℃，含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液已固化失效，而含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液仍保持良好的流动性和粘度。
由此可见，在油水比为9:1的油基钻井液中，含有本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液与含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液相比，具有更好的热稳定性，且在高温下表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
同时，如表1和表2所示，含有阴-阳离子型有机膨润土的油水比为8:2的油基钻井液的表观粘度、动切力和滤失量性能均明显优于油水比为9:1的油基钻井液，由此可见，本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土更适宜在低油水比的环境中使用。在实际应用中表现为：随着钻井液的连续工作，地层中的水将进入钻井液中，导致钻井液中的水量逐渐增加，钻井液的性能不但不会下降，反而得到提高。含有本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液具有良好的水容量，这一特性是含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液所不具备的。
实施例4阴-阳离子型有机粘土的制备(二)
步骤1)，水化：将8g钠基膨润土与100ml去离子水混合，制成悬浮液，在30℃下机械搅拌20分钟，超声分散10分钟；
步骤2)，阳离子改性：在40℃下，向步骤1)得到的悬浮液中加入十八烷基三甲基氯化铵，其量为粘土矿物交换容量的0.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌30分钟，得到阳离子型有机膨润土悬浮液；
步骤3)，阴离子改性：在40℃下，向步骤2)得到的悬浮液中加入十二烷基苯磺酸钠，其量为粘土矿物交换容量的2.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌20分钟，冷却至室温后静置，离心分离沉淀物，用去离子水清洗沉淀物2次，然后在80℃下干燥，即得到所述阴-阳离子型有机膨润土。
实施例5阴-阳离子型有机粘土在油水比为9:1的油基钻井液中的应用
将288ml 0号柴油与32ml浓度为3％的CaCl2水溶液混合，以4000r/min高速搅拌10分钟；然后加入乳化剂3g SPAN-80(山梨糖醇酐油酸酯)和3g OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)，搅拌10分钟；再加入润湿剂2g十二烷基三甲基溴化铵和1.6g十二烷基磺酸钠，搅拌10分钟；最后加入6g实施例4制得的阴-阳离子型有机膨润土和806g重晶石，搅拌20分钟，即得到所述油基钻井液。
按照实验例2所述方法分别对实施例5(含有实施例4制得的阴-阳离子型有机膨润土)和对比例3(含有对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品)制得的油基钻井液进行性能测试，结果见表3。
表3.含有阴-阳离子型有机膨润土和阳离子型有机膨润土市售品的油水比为9:1的油基钻井液的性能表征
注：“—”表示固化。
如表3所示，在150℃，含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液的表观粘度、塑性粘度和动切力均高于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，且滤失量低于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液；在200℃，含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液已固化失效，而含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液仍保持良好的流动性和粘度。
由此可见，在油水比为9:1的油基钻井液中，含有本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液与含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液相比，具有更好的热稳定性，且在常温和高温下均表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
实施例6阴-阳离子型有机粘土的制备(三)
步骤1)，水化：将8g钠基膨润土与100ml去离子水混合，制成悬浮液，在30℃下机械搅拌20分钟，超声分散10分钟；
步骤2)，阳离子改性：在40℃下，向步骤1)得到的悬浮液中加入十六烷基三甲基溴化铵，其量为粘土矿物交换容量的0.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌20分钟，得到阳离子型有机膨润土悬浮液；
步骤3)，阴离子改性：在40℃下，向步骤2)得到的悬浮液中加入硬脂酸钠，其量为粘土矿物交换容量的2.5倍，然后超声分散10分钟，机械搅拌20分钟，冷却至室温后静置，离心分离沉淀物，用去离子水清洗沉淀物2次，然后在80℃下干燥，即得到所述阴-阳离子型有机膨润土。
实施例7阴-阳离子型有机粘土在油水比为9:1的油基钻井液中的应用
将288ml 0号柴油与32ml浓度为3％的CaCl2水溶液混合，以4000r/min高速搅拌10分钟；然后加入乳化剂3g SPAN-80(山梨糖醇酐油酸酯)和3g OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)，搅拌10分钟；再加入润湿剂2g十二烷基三甲基溴化铵和1.6g十二烷基磺酸钠，搅拌10分钟；最后加入6g实施例6制得的阴-阳离子型有机膨润土和806g重晶石，搅拌20分钟，即得到所述油基钻井液。
按照实验例2所述方法分别对实施例7(含有实施例6制得的阴-阳离子型有机膨润土)和对比例3(含有对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品)制得的油基钻井液进行性能测试，结果见表4。
表4.含有阴-阳离子型有机膨润土和阳离子型有机膨润土市售品的油水比为9:1的油基钻井液的性能表征
如表4所示，在150℃，含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液的表观粘度、塑性粘度和动切力均高于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，且滤失量低于含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液；在200℃，含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液固化失效，而含有阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液仍保持良好的流动性和粘度。
由此可见，在油水比为9:1的油基钻井液中，含有本发明提供的阴-阳离子型有机膨润土的油基钻井液与含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液相比，具有更好的热稳定性，且在常温和高温下均表现出优异的流变性、凝胶性、携岩能力和乳液稳定性。
对比例
对比例1阳离子型有机膨润土市售品
阳离子型有机膨润土采购于天津华联有机陶土化工福利厂，油基钻井液用有机膨润土(DG-OMt)市售产品。
对比例2阳离子型有机膨润土市售品在油水比为8:2的油基钻井液中的应用
按照类似于本发明实施例2中所述方法配制含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，区别在于，将实施例2中所述方法中加入的阴-阳离子型有机膨润土替换为对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品，然后按照与实验例2相同的方法进行性能测试，结果见表1。
对比例3阳离子型有机膨润土市售品在油水比为9:1的油基钻井液中的应用
按照类似于本发明实施例3中所述方法配制含有阳离子型有机膨润土市售品的油基钻井液，区别在于，将实施例3中所述方法中加入的阴-阳离子型有机膨润土替换为对比例1中的阳离子型有机膨润土市售品，然后按照与实验例2相同的方法进行性能测试，结果见表2～4。
以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，将阴-阳离子型有机粘土作为流变助剂应用于油基钻井液的配制。
2.根据权利要求1所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述阴-阳离子型有机粘土添加于油基钻井液中，优选所述阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的添加量为0.1～10.0g/100ml，优选为0.3～8.0g/100ml，更优选为0.5～6.0g/100ml。
3.根据权利要求1或2所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述阴-阳离子型有机粘土为使用阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂进行有机改性的粘土矿物。
4.根据权利要求1至3之一所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为具有如下式(Ⅰ)～(Ⅳ)所示结构的物质中的一种或几种：
其中，式(Ⅰ)～(Ⅳ)中n为3～31，优选为7～25的整数，和/或
X+为一价阳离子，优选为Na+或K+。
5.根据权利要求1至4之一所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为具有如下式(Ⅴ)～(Ⅸ)所示结构的物质中的一种或几种：
其中，式(Ⅴ)～(Ⅸ)中m为3～31，优选为7～25的整数，和/或
Y-为一价阴离子，优选为Cl-或Br-。
6.根据权利要求1至5之一所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述粘土矿物为膨润土、海泡石、凹凸棒土或坡缕石，优选为膨润土或蒙脱石。
7.根据权利要求1至6之一所述的阴-阳离子型有机粘土在油基钻井液中的应用，其特征在于，所述油基钻井液内含有油相和水相，和/或
所述油相为原油、柴油或矿物油中的一种或几种，优选为柴油或矿物油中的一种或几种，和/或
所述水相为pH为8～10的水溶液，优选为含有Na+、Mg2+或Ca2+的pH为8～10的水溶液，和/或
所述油相与水相的体积比为6:4～9.9:0.1，优选为7:3～9.5:0.5，更优选为8:2～9:1。
8.一种如权利要求1至7之一中所述的阴-阳离子型有机粘土，其在油基钻井液中可以作为流变助剂，优选所述阴-阳离子型有机粘土为使用阴离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂进行有机改性的粘土矿物，所述阴离子表面活性剂优选具有根据权利要求4中如式(Ⅰ)～(Ⅳ)所示的结构，所述阳离子表面活性剂优选具有根据权利要求5中如式(Ⅴ)～(Ⅸ)所示的结构，所述粘土矿物优选为膨润土、蒙脱石、海泡石、凹凸棒土或坡缕石，更优选为膨润土或蒙脱石。
9.一种含有如权利要求8所述的阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液，其特征在于，所述油基钻井液中还包括乳化剂、润湿剂和加重材料。
10.根据权利要求9所述的含有阴-阳离子型有机粘土的油基钻井液，其特征在于，
所述乳化剂优选为山梨糖醇酐油酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种，和/或
所述润湿剂优选为十二烷基三甲基溴化铵和十二烷基磺酸钠组成的混合物，和/或
所述加重材料为重晶石粉、石灰石粉、铁矿粉、钛铁矿粉或方铅矿粉，优选为重晶石粉或石灰石粉。
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