CN106590561A - 一种棕榈油基解卡剂及其制备方法 - Google Patents

一种棕榈油基解卡剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种棕榈油基解卡剂及其制备方法。其技术方案是各组分的重量百分比：有机土4~6份、降滤失剂0~4份、乳化剂4~5份、快速渗透剂1~3份、油酸1~3份、基础油60~90份、水相0~30份。有益效果是：1、选取了环保易得的棕榈油作为解卡剂的基液，最终得到的棕榈油基解卡剂不仅具有优良的解卡性能，还能减少对地层造成的污染；2、本发明加入了快速渗透剂，因此解卡剂的浸泡时间更短，克服了其他解卡剂浸泡时间较长的缺陷，且解卡效率更高；3、本发明的配方所涉及的药品均市场供应充足，自制药品亦简单可得，物资来源丰富，采购方便，有利于减少解卡作业所需要时间，提高钻井效率。

Description

一种棕榈油基解卡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学技术领域，特别涉及一种棕榈油基解卡剂及其制备方法。
背景技术
卡钻是指钻井施工过程中，钻具在井眼内被卡住不能正常运转的情况，它是钻井过程中的一种常见事故。卡钻可以分为压差卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、键槽卡钻、井塌卡钻等类型。压差卡钻又叫泥饼粘附卡钻，是卡钻事故中最常见的一种卡钻方式，它是指钻柱被钻井液滤饼粘附后，钻井液的压力和地层压力之差造成的卡钻。据统计，有些地区，处理压差卡钻事故及其有关事故的费用高达全井费用的40%。上世纪八九十年代，随着我国东部石油资源的减少以及西部地区石油勘探的进行，钻井作业中所遇到的井下情况越来越复杂，压差粘附卡钻的发生几率也随之增加。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种棕榈油基解卡剂及其制备方法。
本发明提到的一种棕榈油基解卡剂，其技术方案是各组分的重量百分比：
有机土4~6份、降滤失剂0~4份、乳化剂4~5份、快速渗透剂1~3份、油酸1~3份、基础油60~90份、水相0~30份。
优选的，上述有机土，为自制有机土JHA6，其具体组成按重量份计：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份组成。
优选的，上述的自制有机土JHA6的制备方法为：（1）将所需量的钠基膨润土分散到水中，高速搅拌后用悬浮法去除杂质，经pH调节剂调节pH后，形成稳定的悬浮体系a；（2）将所需量的季铵盐阳离子表面活性剂与水混合，形成均一体系b；（3）将所需量的有机胺盐、内酰胺、和过渡金属镍盐与水混合，在恒温水浴中搅拌约2~5小时，得到体系c；（4）在高速搅拌的条件下，将体系b和体系c同时滴加到体系a中，在反应温度为40~90℃，常压下反应1~3小时得到产物d；（5）将步骤（4）得到的产物d洗涤，然后将产物在90~110℃温度下烘干，粉碎过筛，即得棕榈油用高成胶率有机土产品。
优选的，上述过渡金属镍盐可以为硝酸镍；季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵；有机铵盐为C12—C18长链季铵盐；内酰胺为己内酰胺；pH调节剂为盐酸或者氢氧化钠。
优选的，上述的降滤失剂为自制的FLE1降滤失剂，其具体组成按重量份计：有机质40~80份；阳离子表面活性剂20~40份；有机胺盐0.1~10份；内酰胺0.5~10份；过渡金属镍盐0.1~2.0份；水500~1000份，此处的阳离子表面活性剂可以采用聚季铵盐，由季铵化的脂肪烷基接枝在改性天然聚合物(糖类、纤维素、蛋白质)或含双键的阳离子单体合成的聚合物制成的；另外，此处也可以采用阴离子表面活性剂20~40份，具体可以采用氧化铝水合物或阴离子聚丙烯酰胺。
优选的，上述的自制FLE1降滤失剂的制备方法为：（1）将优选的有机质分散到水中，用NaOH进行活化，滴加HCl或NaOH调节悬浮液的pH值，得到液体a；（2）将液体a高速搅拌后，静置4~6h后，用浮选法除去杂质，得到稳定的溶液b；（3）将溶液b倒入托盘中，放入干燥箱中干燥，所得固体经过研磨粉碎后，过200目标准筛，得到固体产物c；（4）取一定量固体产物c，溶于水中，按顺序加入一定量的有机胺盐、内酰胺、过渡金属镍盐，在恒温水浴中搅拌约2~4h，使其充分反应，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液d；（5）将季铵盐阳离子表面活性剂加入到水中，搅拌均匀得到液体e；（6）在高速搅拌的条件下，将液体e滴加到液体d中，滴加完后，在温度为60~90℃条件下，反应1~3h；（7）将第(6)步得到的产物洗涤3~5次，然后将所得到的固体产物在90~110℃温度下干燥，粉碎过筛，即得棕榈油用高效降滤失剂。
优选的，上述过渡金属镍盐可以为硝酸镍；有机铵盐为C12—C18长链季铵盐；内酰胺为己内酰胺。
优选的，上述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、op-10、op-4、span60、span80、span85中的任一种或上述任意两种的混合物。
优选的，上述的基础油为棕榈油，水溶液为CaCl2水溶液、NaCl水溶液中的任一种。
本发明提到的一种棕榈油基解卡剂的制备方法，按如下步骤进行：
（1）取棕榈油于浆杯中，在高速搅拌机低速的条件下加入有机土，有机土的质量百分比浓度为4%~5%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（2）在低速条件下加入降滤失剂，降滤失剂的质量百分比浓度为0%~4%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（3）在低速条件下加入乳化剂，其质量百分比浓度分别为4%~5%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（4）在低速条件下加入快速渗透剂，其质量百分比浓度为1%~3%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（5）在低速条件下加入油酸，其质量百分比浓度为1%~3%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（6）在低速条件下缓慢加入水溶液，最后再以8000~10000r/min的速度搅拌20min。
本发明的有益效果是：1、选取了环保易得的棕榈油作为解卡剂的基液，最终得到的棕榈油基解卡剂不仅具有优良的解卡性能，还能减少对地层造成的污染；
2、本发明加入了快速渗透剂，因此解卡剂的浸泡时间更短，克服了其他解卡剂浸泡时间较长的缺陷，且解卡效率更高；
3、本发明的配方所涉及的药品均市场供应充足，自制药品亦简单可得，物资来源丰富，采购方便，有利于减少解卡作业所需要时间，提高钻井效率。
具体实施方式
实施例1：本发明提到的一种棕榈油基解卡剂及制备方法，包括以下步骤：
取320mL棕榈油于浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入有机土JHA6，其质量百分比浓度为5%，再将液体以速率为8000~10000r/min进行高速搅拌5min；然后加入乳化剂span80，其质量百分比浓度分别为5%，再进行5min速率为8000~10000r/min的搅拌；然后加入快速渗透剂T，其质量百分比浓度为2%，再加入油酸，其质量百分比浓度为2%，接着再进行5min的速率为8000~10000r/min的搅拌；然后在速率为3000~4000r/min的搅拌下缓慢加入20mLCaCl2（浓度20%）水溶液，最后再以8000~10000r/min的速度搅拌20min。
实施例2：本发明提到的一种棕榈油基解卡剂及制备方法，包括以下步骤：
取320mL棕榈油在浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入有机土JHA6，其质量百分比浓度为4%，再将液体以速率为8000~10000r/min进行高速搅拌5min；在速率为3000~4000r/min的搅拌下，加入降滤失剂，其质量百分比浓度为1%，再将液体以速率为8000~10000r/min进行高速搅拌5min；然后加入乳化剂十二烷基苯磺酸钠，其质量百分比浓度分别为4%，再进行5min速率为8000~10000r/min的搅拌；然后加入快速渗透剂T，其质量百分比浓度为1%，再加入油酸，其质量百分比浓度为1%，进行5min的速率为8000~10000r/min的搅拌；然后在速率为3000~4000r/min的搅拌下缓慢加入20mL的NaCl（浓度20%）水溶液，最后再以8000~10000r/min的速度搅拌20min。
实施例3：本发明提到的一种棕榈油基解卡剂及制备方法，包括以下步骤：
取320mL棕榈油在浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入有机土JHA6，其质量百分比浓度为6%，再将液体以速率为8000~10000r/min进行高速搅拌5min；在速率为3000~4000r/min的搅拌下，加入降滤失剂，其质量百分比浓度为4%，再将液体以速率为8000~10000r/min进行高速搅拌5min；然后加入乳化剂op-10，其质量百分比浓度分别为5%，再进行5min的速率为8000~10000r/min的搅拌；然后加入快速渗透剂T，其质量百分比浓度为3%，再加入油酸，其质量百分比浓度为3%，接着再进行5min的速率为8000~10000r/min的搅拌；在速率为3000~4000r/min的搅拌下缓慢加入64mL的CaCl2（浓度20%）水溶液，最后再以8000~10000r/min的速度搅拌20min。
对上述实例进行评价，分别测量实例1、2、3的棕榈油基解卡剂的流变性以及滤失量得到下表：
表1 不同实例的流变性和滤失量
通过对比研究分析这三个实例的流变性和滤失量，可以得出这样的结论：三种实例的实例都能达到解卡剂的性能要求，但是实例三的解卡剂配方无论是流变性还是滤失量，都优于其他两个实例。
再对实例3实例进行老化（150℃，16h）后测量其性能得到下表：
表2老化前后的流变性和滤失量对比
对比老化前后棕榈油基解卡剂的流变性和其滤失量可以发现，老化前后棕榈油基解卡剂的流变性和滤失量并没有发生很大的改变，同时老化后的解卡液均一稳定，且没有硬性沉淀出现。经过对比研究可以得出结论，实例三所配制的棕榈油基解卡剂具有抗高温性能。
对于实例3的解卡性能配方进行评价：用配制好的棕榈油基解卡剂在690kPa的压力下，对用基浆制备的泥饼进行浸泡30min后，取出泥饼，并除去上部的乳状液，观察泥饼的开裂情况。

Claims (10)

1.一种棕榈油基解卡剂，其特征是各组分的重量百分比：
有机土4~6份、降滤失剂0~4份、乳化剂4~5份、快速渗透剂1~3份、油酸1~3份、基础油60~90份、水相0~30份。
2.根据权利要求1所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述有机土，为自制有机土JHA6，其具体组成按重量份计：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份组成。
3.根据权利要求2所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述的自制有机土JHA6的制备方法为：（1）将所需量的钠基膨润土分散到水中，高速搅拌后用悬浮法去除杂质，经pH调节剂调节pH后，形成稳定的悬浮体系a；（2）将所需量的季铵盐阳离子表面活性剂与水混合，形成均一体系b；（3）将所需量的有机胺盐、内酰胺、和过渡金属镍盐与水混合，在恒温水浴中搅拌约2~5小时，得到体系c；（4）在高速搅拌的条件下，将体系b和体系c同时滴加到体系a中，在反应温度为40~90℃，常压下反应1~3小时得到产物d；（5）将步骤（4）得到的产物d洗涤，然后将产物在90~110℃温度下烘干，粉碎过筛，即得棕榈油用高成胶率有机土产品。
4.根据权利要求2或3所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述过渡金属镍盐可以为硝酸镍；季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵；有机铵盐为C12—C18长链季铵盐；内酰胺为己内酰胺；pH调节剂为盐酸或者氢氧化钠。
5.根据权利要求1所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述的降滤失剂为自制的FLE1降滤失剂，其具体组成按重量份计：有机质40~80份；阳离子表面活性剂20~40份；有机胺盐0.1~10份；内酰胺0.5~10份；过渡金属镍盐0.1~2.0份；水500~1000份。
6.根据权利要求5所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述的自制FLE1降滤失剂的制备方法为：（1）将优选的有机质分散到水中，用NaOH进行活化，滴加HCl或NaOH调节悬浮液的pH值，得到液体a；（2）将液体a高速搅拌后，静置4~6h后，用浮选法除去杂质，得到稳定的溶液b；（3）将溶液b倒入托盘中，放入干燥箱中干燥，所得固体经过研磨粉碎后，过200目标准筛，得到固体产物c；（4）取一定量固体产物c，溶于水中，按顺序加入一定量的有机胺盐、内酰胺、过渡金属镍盐，在恒温水浴中搅拌约2~4h，使其充分反应，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液d；（5）将季铵盐阳离子表面活性剂加入到水中，搅拌均匀得到液体e；（6）在高速搅拌的条件下，将液体e滴加到液体d中，滴加完后，在温度为60~90℃条件下，反应1~3h；（7）将第(6)步得到的产物洗涤3~5次，然后将所得到的固体产物在90~110℃温度下干燥，粉碎过筛，即得棕榈油用高效降滤失剂。
7.根据权利要求5或6所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述过渡金属镍盐可以为硝酸镍；有机铵盐为C12—C18长链季铵盐；内酰胺为己内酰胺。
8.根据权利要求1所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、op-10、op-4、span60、span80、span85中的任一种或上述任意两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的棕榈油基解卡剂，其特征是：所述的基础油为棕榈油，水溶液为CaCl2水溶液、NaCl水溶液中的任一种。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种棕榈油基解卡剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）取棕榈油于浆杯中，在高速搅拌机低速的条件下加入有机土，有机土的质量百分比浓度为4%~5%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（2）在低速条件下加入降滤失剂，降滤失剂的质量百分比浓度为0%~4%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（3）在低速条件下加入乳化剂，其质量百分比浓度分别为4%~5%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（4）在低速条件下加入快速渗透剂，其质量百分比浓度为1%~3%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（5）在低速条件下加入油酸，其质量百分比浓度为1%~3%，以8000~10000r/min的速率高速搅拌5min；
（6）在低速条件下缓慢加入水溶液，最后再以8000~10000r/min的速度搅拌20min。
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