CN106367041A - 油基钻井液用乳化剂及其生产工艺和应用 - Google Patents

油基钻井液用乳化剂及其生产工艺和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油基钻井液用乳化剂及其生产工艺和应用，属于油基钻井液技术领域。乳化剂由以下原料经加成、高温裂解、缩合等多步反应制备得到，所述原料按重量份计包括：氧化妥尔油脂肪酸48份，二乙烯三胺12份，四乙烯五胺4份，对甲基丙磺酸1份，氯磺酸10份，石脑油5份和溶剂20份。该产品在不同的基液，不同的油水比条件下均具有良好的乳化稳定性能，其抗温能力可达到200℃以上。在高温条件下，该产品克服了常规乳化剂高温后流变性不稳定的缺点，使用该产品所配体系，高温老化前后流变性稳定，破乳电压高，滤失量低，并且增强了通用性，适用于白油基、柴油基、气质油基钻井液。

Description

油基钻井液用乳化剂及其生产工艺和应用
技术领域
本发明属于油基钻井液领域，具体涉及油基钻井液用乳化剂及其生产工艺和应用。
背景技术
现在国内外油基钻井液所使用的乳化剂为：主乳化剂、辅乳化剂相结合使用。在使用过程中维护不方便，而且破乳电压低，在钻井液的流变性有影响。而本产品单独使用就可达到更好的效果。
油基钻井液用乳化剂在油基钻井液中可以提高油基钻井液的乳液稳定性，同时还兼具一定的降滤失作用。该产品在不同的基液，不同的油水比条件下均具有良好的乳化稳定性能，其抗温能力可达到200℃以上。在高温条件下，该产品克服了常规乳化剂高温后流变性不稳定的缺点，使用该产品所配体系，高温老化前后流变性稳定，破乳电压高，滤失量低，相对地，可以降低其它处理剂用量，从而降低体系整体成本。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种油基钻井液用乳化剂，该乳化剂由以下原料制备得到，所述原料按重量份计包括：氧化妥尔油脂肪酸48份，二乙烯三胺12份，四乙烯五胺4份，对甲基丙磺酸1份，氯磺酸10份，石脑油5份和溶剂20份。
上述油基钻井液用乳化剂中，所述溶剂为乙二醇单丁醚。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述油基钻井液用乳化剂的生产工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)、常温常压条件下，打开搅拌器，然后向反应釜内加入48份氧化妥尔油脂肪酸，升温至50℃，缓慢加入12份二乙烯三胺和4份四乙烯五胺，升温至150～160℃，加入1份对甲基苯磺酸，反应4h；
(2)、上述反应完成后，冷却，待温度降至90℃，再加入10份氯磺酸，反应2h；
(3)、待步骤(2)反应完成，向反应釜内加入5份石脑油和20份乙二醇单丁醚，搅拌30min，得到油基钻井液用乳化剂。
其中，上述油基钻井液用乳化剂的生产工艺中，步骤(1)中搅拌器转速为45～50r/min。
其中，上述油基钻井液用乳化剂的生产工艺中，还包括步骤(4)：将步骤(3)得到的乳化剂计量装入包装桶中，取样检测，检测合格后入库。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供上述油基钻井液用乳化剂在白油基、柴油基和气质油基钻井液中的应用。
本发明的有益效果是：
本发明提供的油基钻井液用乳化剂具有以下优点：
1、该油基钻井液用乳化剂具有良好的抗温性，可抗温达到200℃以上；
2、该乳化剂有助于提高油基钻井液的乳液稳定性，同时还兼具良好的降滤失作用；
3、在油基钻井液中可单独使用，不需加入辅乳化剂；
4、在油基钻井液体系中可提高动切力，并且对塑性粘度没影响，这样既提高了钻井液体系的性能，并且对流变性没影响；
5、本产品无毒，且生产和使用中无污染排放；
6、使用该产品所配体系，高温老化前后流变性稳定，破乳电压高，滤失量低；可以降低其它处理剂用量，从而降低钻井液体系整体成本；
7、本产品克服了普通乳化剂有针对性缺点，保证其性能的前提下，增强了通用性，适用于白油基、柴油基、气质油基钻井液。
本发明提供的乳化剂生产工艺具有以下优点：
1、生产过程中密闭反应，无废水、废气排放；
2、本产品为常压反应，增加了安全性；
3、本产品生产工艺简单，便于操作，减少了人工成本。
附图说明
图1为本发明油基钻井液用乳化剂的生产工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂，该乳化剂由以下原料制备得到，所述原料按重量份计包括：：氧化妥尔油脂肪酸48份，二乙烯三胺12份，四乙烯五胺4份，对甲基丙磺酸1份，氯磺酸10份，石脑油5份和溶剂20份。
优选的，上述油基钻井液用乳化剂中，所述溶剂为乙二醇单丁醚。
本发明还提供了上述油基钻井液用乳化剂的生产工艺，由氧化妥尔油脂肪酸、有机胺、氯磺酸等材料经加成、高温裂解、缩合等多步反应制得，具体生产工艺包括以下步骤：
(1)、常温常压条件下，打开搅拌器，搅拌器转速为45～50r/min，然后向反应釜内加入48份氧化妥尔油脂肪酸，并升温，待温度升至50℃缓慢加入12份二乙烯三胺和4份四乙烯五胺，升温至150～160℃，加入1份对甲基苯磺酸，反应4h；
(2)、上述反应完成后，冷却，待温度降至90℃，再加入10份氯磺酸，反应2h；
(3)、待步骤(2)反应完成，向反应釜内加入5份石脑油和20份乙二醇单丁醚，搅拌30min，得到油基钻井液用乳化剂；
(4)、将步骤(3)得到的乳化剂计量装入包装桶中，取样检测，检测合格后入库。
进一步的，本发明还提供了上述油基钻井液用乳化剂在白油基、柴油基和气质油基钻井液中的应用。
以下结合实施例对本发明作进一步解释说明，并不因此限制本发明的保护范围。
实施例
本发明所述油基钻井液按照以下生产工艺制备得到：
(1)、常温常压条件下，打开搅拌器，搅拌器转速为45r/min，然后向反应釜内加入48份氧化妥尔油脂肪酸，并升温，待温度升至50℃缓慢加入12份二乙烯三胺和4份四乙烯五胺，升温至155℃，加入1份对甲基苯磺酸，反应4h；
(2)、上述反应完成后，冷却，待温度降至90℃，再加入10份氯磺酸，反应2h；
(3)、待步骤(2)反应完成，向反应釜内加入5份石脑油和20份乙二醇单丁醚，搅拌30min，得到油基钻井液用乳化剂；
(4)、将步骤(3)得到的乳化剂计量装入包装桶中，取样检测，检测合格后入库。
将实施例所得乳化剂分别应用于柴油、白油和气质油中，配方如下所示：
配方1#：柴油240mL+14.3g乳化剂+润湿剂2.5g+6g有机土(135s)+石灰8.4g+(42mL25％氯化钙溶液)+有机褐煤14.1g+750g重晶石；
配方2#：5#白油246mL+6g有机土(135s)+石灰6g+14.3g乳化剂+润湿剂2.5g++(42mL水+15g氯化钙)+有机褐煤12g+750g重晶石(广西)；
配方3#：气质油246mL+7.5g有机土(135s)+石灰6g+14.3g乳化剂+润湿剂2.5g++(42mL水+15g氯化钙)+有机褐煤14.1g+750g重晶石(广西)；
按本领域常规测试方法，分别测试老化前后的破乳电压、流变性和滤失量，于68℃检测，200℃高温滚动，检测结果如表1所示：
表1.
1、破乳电压：老化后，1#，2#，3#破乳电压稳定，说明乳液稳定性好。
2、流变性：老化后，1#，2#，3#塑性粘度有所下降，动切力变化幅度小，所以钻井液经 过高温后流变性变好。
3、滤失量：老化后，1#，2#，3#高压滤失量均在10mL以下，能够满足现场需求。

Claims (6)

1.油基钻井液用乳化剂，其特征在于，该乳化剂由以下原料制备得到，所述原料按重量份计包括：氧化妥尔油脂肪酸48份，二乙烯三胺12份，四乙烯五胺4份，对甲基丙磺酸1份，氯磺酸10份，石脑油5份和溶剂20份。
2.根据权利要求1所述油基钻井液用乳化剂，其特征在于，所述溶剂为乙二醇单丁醚。
3.权利要求1或2所述油基钻井液用乳化剂的生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
(1)、常温常压条件下，打开搅拌器，然后向反应釜内加入48份氧化妥尔油脂肪酸，并升温，待温度升至50℃缓慢加入12份二乙烯三胺和4份四乙烯五胺，升温至150～160℃后加入1份对甲基苯磺酸，反应4h；
(2)、上述反应完成后，冷却，待温度降至90℃，再加入10份氯磺酸，反应2h；
(3)、待步骤(2)反应完成，向反应釜内加入5份石脑油和20份乙二醇单丁醚，搅拌30min，得到油基钻井液用乳化剂。
4.根据权利要求3所述油基钻井液用乳化剂的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌器的转速为45～50r/min。
5.根据权利要求3所述油基钻井液用乳化剂的生产工艺，其特征在于，该生产工艺还包括步骤(4)：将步骤(3)得到的乳化剂计量装入包装桶中，取样检测，检测合格后入库。
6.权利要求1或2所述油基钻井液用乳化剂在柴油、白油和气质油中的应用。
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