CN105586017A - 油基钻井液用降滤失剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，其特征在于：对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合得所需产品。具体操作为：一定量的褐煤、烧碱和水搅拌反应一段时间后抽提腐植酸溶液；得到的腐殖酸溶液与十八胺和十八烷基三甲基氯化铵制备接枝腐殖酸；油酸、二乙醇胺和浓盐酸制备脂肪酸酰胺；制备腐殖酸酰胺，经分散、过滤和烘干得产成品。本方法，将腐殖酸改性接枝长碳链的烷基，腐殖酸降滤失剂具有显著的亲油性，能够在油中溶解或分散，可以直接用于油包水钻井中；腐殖酸和胺结合牢固，抗高温能力强；产品具有一定的乳化能力和良好的降滤失效果。本生产方法简单，不污染环境。

Description

油基钻井液用降滤失剂及其生产方法

技术领域

本发明属于油田钻井技术领域，尤其涉及一种降滤失剂及其生产方法。

背景技术

由于能源需求特别是石油天然气消费量的迅速增加,油气井钻探不断深人,深井超深井的数目随之增多,地质条件变得复杂,高温、高压、高盐地层环境使得钻井液的失水，流变性能等的控制变得困难，对钻井液和钻井液处理剂提出了更高要求。降滤失剂作为水基钻井液的重要处理剂之一，对保证安全、快速、高效钻井起着重要作用。在钻井液处理剂中，降滤失剂用量最大，且种类繁多，主要为天然材料或天然材料改性产物和合成聚合物类。天然材料或天然材料改性产物包括腐植酸、纤维素、木质素、淀粉类及其衍生物。近年来，为了满足复杂地层条件安全钻井的需要，抗高温、抗盐以及超高温钻井液降滤失剂的研究逐步得到重视。但是，即便在上述降滤失剂有长于发展的当下，油田开采行业内使用的降滤失剂仍存在各种问题，国内很多油田目前仍存在使用沥青做降滤失剂，沥青本身有毒、能污染，大量使用既影响机械钻速，又对环境造成恶劣影响。

现在降滤失剂的研发产品中，腐植酸类降滤失剂研究较多。腐植酸是一类呈黑色或棕色的无定型大分子化合物。其分子的每个结构单元都是由多环芳核和活性官能团组成，其活性官能团包括:酚羟基、醇羟基、羧基、羟基醌、烯醇基、磺酸基、胺基、醌基、半醌基、甲氧基和羰基等，因此具有多种功能。基于分子的亲水性、络合能力以及吸附分散能力较强，常常被选作生产抗高温降滤失剂的主要材料，使腐植酸类降滤失剂成为目前油田化学品中用量最大的处理剂之一。但是腐植酸类降滤失剂也存在以下几方面问题：腐植酸类降滤失剂的用量一般为3%-5%，比聚合物类处理剂百分之零点几的加量大许多。另外用量大还会导致增加固含量,影响泥浆的进一步处理等副作用的发生；腐植酸的水溶性质,不能直接用于油包水钻井，限制了应用；芳香缩合度高，化学性就差，抗盐能力有限；产品呈黑色或棕色，不利于高标准环保要求。生产性能优良的腐殖酸改性产物，目前还没有较好的方法，这方面还需改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种原料用料节省、应用范围大，符合环保要求的油基钻井液用降滤失剂生产方法。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，其特征在于：用多种表面活性剂对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合，经分散、过滤、烘干、粉碎后得所需产品；

具体操作步骤如下：

1）将50-100kg的褐煤溶解于5-20kg的烧碱中，并加入150-300kg水搅拌反应2h后过滤抽提出腐植酸溶液；

2）向步骤1）中得到的腐殖酸溶液中加入10-15kg的十八胺和5-10kg十八烷基三甲基氯化铵，85-90℃下水浴加热3-8h完全反应，经此步骤腐植酸上接枝上亲油性的长碳链十八烷基；

3）取5-10g油酸、3-8g二乙醇胺170-180℃下搅拌加热反应3-5h，然后用盐酸调节PH到5-6，得到脂肪酸酰胺；

4）将步骤2）和步骤3）所得产物混合，70-95℃下聚合反应使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；

5）将步骤4）得到的产品经分散、过滤后，90-100℃下烘干1h,80目筛粉碎既得产成品。

本发明的有益效果为：腐殖酸具有多种官能团，分子本身具有亲水性、络合能力以及较强的吸附分散能力，非常适合用于作降滤失剂原料；采用本生产方法，将腐殖酸改性接枝长碳链的烷基，腐殖酸降滤失剂具有显著的亲油性，能够在油中溶解或分散，可以直接用于油包水钻井中，应用范围较广；其次，腐殖酸本身具有抗高温的性能，在此基础上，将腐殖酸和胺结合更加牢固，高温下不容易分解，不影响腐殖酸的抗高温能力；产品同时携带亲水基和亲油基，具有一定的乳化能力和良好的降滤失效果，有利于提高机械钻速，且具有抗温能力高达220℃，可用于高温深井钻井液。本发明采用的生产方法简单，接枝效能高，生产使用的条件和原料在行业内具有开创性，而且无毒，无污染物排放。

附图说明

图1为本发明的生产流程图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的原理、特点及功效，兹例举一下实施例并结合附图详细说明如下：

实施例1：油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，用多种表面活性剂对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合，经分散、过滤、烘干、粉碎后得所需产品。具体操作步骤为：将50kg的褐煤溶解于5kg的烧碱中，并加入150kg水搅拌反应2h后过滤抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入10kg的十八胺和5kg十八烷基三甲基氯化铵，85℃下水浴加热3h完全反应，经此步骤腐植酸上接枝上亲油性的长碳链十八烷基；取5g油酸、3g二乙醇胺和3mL浓盐酸混合，170℃下搅拌加热反应3h，得到脂肪酸酰胺；将上述两步所得产物混合，70℃下聚合反应使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后将得到的产品分散、过滤后，90℃下烘干1h，80目筛粉碎既得产成品。

实施例2：油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，用多种表面活性剂对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合，经分散、过滤、烘干、粉碎后得所需产品。具体操作步骤为：将80kg的褐煤溶解于15kg的烧碱中，并加入200kg水搅拌反应2h后过滤抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入13kg的十八胺和7kg十八烷基三甲基氯化铵，88℃下水浴加热5h完全反应，经此步骤腐植酸上接枝上亲油性的长碳链十八烷基；取8g油酸、6g二乙醇胺和8mL浓盐酸混合，175℃下搅拌加热反应4h，得到脂肪酸酰胺；将上述两步所得产物混合，85℃下聚合反应使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后将得到的产品分散、过滤后，95℃下烘干1h，80目筛粉碎既得产成品。

实施例3：油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，用多种表面活性剂对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合，经分散、过滤、烘干、粉碎后得所需产品。具体操作步骤为：将100kg的褐煤溶解于20kg的烧碱中，并加入300kg水搅拌反应2h后过滤抽提出腐植酸溶液；向得到的腐殖酸溶液中加入15kg的十八胺和10kg十八烷基三甲基氯化铵，90℃下水浴加热8h完全反应，经此步骤腐植酸上接枝上亲油性的长碳链十八烷基；取10g油酸、8g二乙醇胺和10mL浓盐酸混合，180℃下搅拌加热反应5h，得到脂肪酸酰胺；将上述两步所得产物混合，95℃下聚合反应使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；最后将得到的产品分散、过滤后，100℃下烘干1h，80目筛粉碎既得产成品。

本发明的降滤失机理为：钻井液瞬时失水期间微细颗粒进入地层形成桥堵。微细颗粒尺寸为孔隙尺寸的1/3或2/3时容易形成桥堵。其次，桥堵形成后，较小的颗粒和细的胶体颗粒都会被滞留住，这些颗粒在地层内以一定的方式相互吸附交联，形成一层薄而韧的内泥饼，达到降低滤失量的作用。最后，在井壁上形成一个表面泥饼。随着滤液侵入地层，亲油胶体的胶体颗粒进一步吸附和沉积在井壁表面，形成一层致密的泥饼，井壁表面的渗透率大大降低，几乎接近于零。另外，乳化的微细水滴会在表面泥饼的表层形成液阻效应，阻止油液的滤失。

Claims (1)

1.油基钻井液用降滤失剂及其生产方法，其特征在于：用多种表面活性剂对腐植酸进行表面改性，使腐植酸接枝上长碳链的烷基，所获得的产物具有亲油乳化性质，再与铵盐聚合，经分散、过滤、烘干、粉碎后得所需产品；

具体操作步骤如下：

1）将50-100kg的褐煤溶解于5-20kg的烧碱中，并加入150-300kg水搅拌反应24h后过滤抽提出腐植酸溶液；

2）向步骤1）中得到的腐殖酸溶液中加入10-15kg的十八胺和5-10kg十八烷基三甲基氯化铵，85-90℃下水浴加热，3-4h完全反应，经此步骤腐植酸上接枝上亲油性的长碳链十八烷基；

3）取5-10g油酸、3-8g二乙醇胺170-180℃下搅拌加热反应3-5h，然后用盐酸调节PH到5-6，得到脂肪酸酰胺；

4）将步骤2）和步骤3）所得产物混合，85-90℃下聚合反应使腐殖酸聚合成腐殖酸酰胺；

5）将步骤4）得到的产品经分散、过滤后，90-100℃下烘干6-8h,80目筛粉碎既得产成品。