CN106753289A - 全油基钻井液增粘剂及其制备方法 - Google Patents

全油基钻井液增粘剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106753289A
CN106753289A CN201510801935.4A CN201510801935A CN106753289A CN 106753289 A CN106753289 A CN 106753289A CN 201510801935 A CN201510801935 A CN 201510801935A CN 106753289 A CN106753289 A CN 106753289A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drilling fluid
oil base
preparation
tackifier
full oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510801935.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈军
向兴金
熊方明
史茂勇
段永贤
何思龙
李有伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Natural Gas Co Ltd filed Critical China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority to CN201510801935.4A priority Critical patent/CN106753289A/zh
Publication of CN106753289A publication Critical patent/CN106753289A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C08G18/4211—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups derived from aromatic dicarboxylic acids and dialcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/423—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing cycloaliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明提供一种全油基钻井液增粘剂及其制备方法，包括如下步骤：1)在室温下将15～50重量份的聚酯多元醇、5～15重量份的聚合助剂和50～150重量份的溶剂混合均匀，得到混合物；2)将混合物升温至40～60℃，在搅拌下加入15～80重量份的异氰酸酯和0.3～1.0重量份的聚合反应催化剂，继续升温至70～90℃并反应3～5h，得到中间产物；3)将中间产物降温至40～50℃，随后加入5～15重量份的聚合助剂，再升温至60～80℃继续反应2～3h，制得全油基钻井液增粘剂。本发明制备的增粘剂能够在不改变钻井液密度的前提下，有效的提高钻井液的悬浮稳定性，改善钻井液的流变性，因此适合于低压储层的勘探和开发。

Description

全油基钻井液增粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开采技术，尤其涉及一种全油基钻井液增粘剂及其制备方法。
背景技术
目前，世界范围内油气田的勘探开发从整装大油田、高压和常规压力、中高渗透均质砂岩油气藏等良好的勘探开发条件，转移到了复杂中小油气田、断块油气田、薄油层、低压低渗低产能油田、稠油和超稠油油气藏等恶劣的勘探开发条件，同时由于老油田的长期高效开发，地层压力逐渐降低以及对潜山油藏的大面积开发，低密度全油基钻井液应运而生。全油基钻井液不仅具备普通全油基钻井液抗高温、抗高盐，有利于井壁稳定和对油气层损害程度小等多种优点，最重要的是由于其密度较低，能够有效的平衡地层与精通之间的压力，因此被广泛的用在勘探开发难度大的低压储层，更好的保护油气层并且防止全油基钻井液漏失。
通常在使用钻井液时，为了提高钻井液的粘度和切力，保证钻井液具有良好的悬浮、携岩以及降失水性能，会向钻井液中添加增粘剂。
目前，国内外的钻井液增粘剂主要是用于水基钻井液的增粘剂，但是由于全油基钻井液不含水，这些水基钻井液增粘剂难以在全油基增粘剂中溶解伸展，因此无法起到增粘提切的作用。因此，现阶段在使用全油基钻井液时，主要是通过向其中增加有机土、沥青类物质而达到钻井液的粘度切力要求，但是有机土、沥青等物质会明显提高全油基钻井液的密度，严重影响低密度全油基钻井液在低压储层中的使用。
发明内容
本发明提供一种全油基钻井液增粘剂及其制备方法，用来弥补水基钻井液增粘剂无法使用在油基钻井液中的不足，并且本发明的增粘剂在不改变全油基钻井液密度的前提下，能够有效改善全油基钻井液的流变性能，提高全油基钻井液的悬浮稳定性和携岩能力。
本发明提供一种全油基钻井液增粘剂的制备方法，包括如下步骤：
1)在室温下将15～50重量份的聚酯多元醇、5～15重量份的聚合助剂和50～150重量份的溶剂混合均匀，得到混合物；
2)将所述混合物升温至40～60℃，在搅拌下加入15～80重量份的异氰酸酯和0.3～1.0重量份的聚合反应催化剂，继续升温至70～90℃并反应3～5h，得到中间产物；
3)将所述中间产物降温至40～50℃，随后加入5～15重量份的聚合助剂，再升温至60～80℃继续反应2～3h，制得全油基钻井液增粘剂。
本发明的制备全油基钻井液增粘剂的方法中，控制搅拌速率为2000～3000r/min，该速率能够保证聚合反应平稳的进行。同时，该全油基钻井液增粘剂的制备过程中，各项反应物对温度环境比较敏感，因此制备过程中需要对反应温度进行严苛控制，否则该反应会生成大量副产物，从而影响增粘剂在钻井液中的使用效果。值得注意的是，在本发明的制备方法中，聚合助剂是通过两次分别等量加入反应体系的，并且控制第二次加入聚合助剂的速率为2～5g/min，该操作能够让聚合反应更充分反应结束后，反应物冷却至室温后能够直接添加至全油基钻井液中使用。
本发明的制备方法中，聚酯多元醇、异腈酸酯、聚合助剂、聚合反应催化剂和溶剂的质量比为15～50:15～80:10～30:0.3～1.0:50～150，优选的，可以为20:30:10:0.3:100或者20:40:10:0.3:120。
根据本发明的实施方案，制备的全油基钻井液增粘剂能够有效地在全油基钻井液中分散并形成具有一定强度的网状结构，明显改善全油基钻井液的流变性能，形成更具剪切稀释性、动切力高的油基弱凝胶体系，更重要的是，本发明的全油基钻井液增粘剂不会增高全油基钻井液的密度，因此能够平衡地层与精通之间的压力，更加适用于开发难度大的低压储层。
进一步地，本发明制备方法中的聚酯多元醇可以通过市售获得，但是为了在降低成本同时还能够保证本发明增粘剂的性能发挥，聚酯多元醇可以通过制备获得，所述聚酯多元醇通过如下步骤制备：在保护气氛下，将30～50重量份的多元醇、50～90重量份的多元酸和0.2～0.4重量份的缩合反应催化剂在90～120℃下反应1～2h，随后在160～200℃下继续反应2～4h，制得所述聚酯多元醇。
具体地，保护气氛可以为氮气、氩气等惰性气体，并且在制备时，需要将惰性气持续通入反应器中排除掉反应器中的空气后，在开始对体系进行搅拌升温，控制搅拌速度为2000～3000r/min。制备过程中，先加入多元醇和多元酸，然后搅拌升温至90～120℃后，体系会变透明，此时再加入缩合反应催化剂。反应结束后，将体系冷却至室温，制备的聚合多元醇可以直接使用，也可以密封保存后待用。
在制备聚酯多元醇时，所述多元醇、多元酸和缩合反应催化剂的质量比为30～50:50～90:0.2～0.4，优选的，可以为30:60:0.2或40:90:0.3。
为了保证本发明增粘剂性质稳定，进一步地，在制备过程中控制所述异氰酸酯的加入速度为3～4ml/min。如果添加速度过快，会导致副产物的生成从而抑制聚合反应的发生，如果添加速度过慢，聚合反应不充分。
进一步地，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、环己基异氰酸酯、对硝基苯异氰酸酯、3,5-二氯苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻氯苯异氰酸酯和苯乙基异氰酸酯中的一种或多种。当异腈酸酯为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
进一步地，所述聚合助剂选自磺基间苯二甲酸酯、磺酸间苯二甲酸、磺基间苯单酰胺和二酰胺中的一种或多种。当聚合助剂为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
进一步地，所述溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯和乙酸乙酯等中的一种或多种。当溶剂为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
进一步地，所述聚合反应催化剂选自对甲苯磺酸、四异丙氧基钛、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二烷基和过氧化二酰中的一种或多种。当聚合反应催化剂为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。在本发明制备聚酯多元醇的过程中所采用的缩合反应催化剂也可以与上述的聚合反应催化剂相同。
进一步地，所述多元醇选自乙二醇、二乙二醇、正丁醇、丙三醇和1,2-丁二醇中的一种或多种。当多元醇为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
同时，所述多元酸选自己二酸、癸二酸、苯二甲酸和苯酐中的一种或多种。当多元酸为上述多种物质的混合物时，本发明对各物质之间的比例不做限制。
本发明还提供一种全油基钻井液增粘剂，采用上述任一所述的制备方法制得。本发明的全油基钻井液增粘剂是一种深灰色具有粘性的液体，密度为0.9～1.1g/cm3。
本发明还提供一种全油基钻井液，包括上述的全油基钻井液增粘剂，所述全油基增粘剂在全油基钻井液中的重量含量为1～1.5％。
进一步地，所述全油基钻井液中还包括白油、合成树脂降滤失剂、稳定剂、氧化钙、有机土、润湿剂、改性沥青树脂以及改性酰胺树脂。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明全油基钻井液增粘剂的制备方法简单，原料简单易得，不需要大型设备协助，并且制备得到的增粘剂不需要任何后处理步骤，能够直接使用。
2、本发明的全油基钻井液增粘剂能够显著改善钻井液的流变性能，提高全油基钻井液的悬浮稳定性以及携岩能力，并且不会增加钻井液的密度，能够更好地满足低压储层的欠平衡钻井以及大长度水平井等特殊情况的需要。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1)聚酯多元醇的制备
在高压反应釜中，加入80g正丁醇和180g苯酐，通入氮气10min以排除反应环境中的空气，然后在氮气保护的条件下，控制搅拌速率为2000r/min使体系升温至100℃，直至反应体系为透明溶液，再加入0.6g对甲苯磺酸，反应1h后，升温至180℃，继续反应2h后停止反应，冷却，将制备得到的聚酯多元醇密封保存。
2)增粘剂的制备
室温下，向反应釜中加入40g上述制备得到的聚酯多元醇、10g磺基间苯二甲酸酯和240g甲苯，混合均匀，得到混合物；
将上述混合物升温至55℃，控制搅拌速率为2000r/min，以4ml/min的速率滴加80g环己基异氰酸酯，然后加入0.6g对甲苯磺酸，继续升温至80℃并反应4h，得到中间产物；
将上述中间产物降温至50℃，以3g/min滴加10g磺酸间苯二甲酸，再升温至70℃继续反应3h后停止反应，冷却，制备得到增粘剂1。
实施例2
1)聚酯多元醇的制备
在高压反应釜中，加入80g乙二醇和150g己二酸，通入氩气10min以排除反应环境中的空气，然后在氩气保护的条件下，控制搅拌速率为2500r/min使体系升温至120℃，直至反应体系为透明溶液，再加入0.8g四异丙氧基钛，反应1h后，升温至160℃，继续反应2h后停止反应，冷却，将制备得到的聚酯多元醇密封保存。
2)增粘剂的制备
室温下，向反应釜中加入20g上述制备得到的聚酯多元醇、4g磺基间苯二甲酸酯和100g乙酸乙酯，混合均匀，得到混合物；
将上述混合物升温至40℃，控制搅拌速率为2000r/min，以3ml/min的速率滴加32g甲苯二异氰酸酯，然后加入0.3g偶氮二异丁腈，继续升温至70℃并反应3h，得到中间产物；
将上述中间产物降温至40℃，以2g/min滴加4g二酰胺，再升温至60℃继续反应2h后停止反应，冷却、制备得到增粘剂2。
实施例3
1)聚酯多元醇的制备
在高压反应釜中，加入乙二醇、1,2-丁二醇的混合物40g和己二酸、癸二酸的混合物50g，通入氩气10min以排除反应环境中的空气，然后在氩气保护的条件下，控制搅拌速率为3000r/min使体系升温至100℃，直至反应体系为透明溶液，再加入0.3g过氧化苯甲酰，反应1h后，升温至200℃，继续反应4h后停止反应，冷却，将制备得到的聚酯多元醇密封保存。
2)增粘剂的制备
室温下，向反应釜中加入15g上述制备得到的聚酯多元醇、二酰胺与磺基间苯二甲酸酯的混合物5g和乙酸乙酯、乙醇的混合物140g，混合均匀，得到混合物；
将上述混合物升温至50℃，控制搅拌速率为2000r/min，以4ml/min的速率滴加40g甲苯二异氰酸酯和邻氯苯异腈酸酯的混合物，然后加入0.5g过氧化二酰，继续升温至90℃并反应4h，得到中间产物；
将上述中间产物降温至40℃，以4g/min滴加5g二酰胺，再升温至80℃继续反应3h后停止反应，冷却、制备得到增粘剂3。
实施例4
1)聚酯多元醇的制备
在高压反应釜中，加入正丁醇、1,2-丁二醇的混合物30g和苯二甲酸60g，通入氩气10min以排除反应环境中的空气，然后在氩气保护的条件下，控制搅拌速率为3000r/min使体系升温至90℃，直至反应体系为透明溶液，再加入0.2g过氧化二烷基，反应1h后，升温至190℃，继续反应2h后停止反应，冷却，将制备得到的聚酯多元醇密封保存。
2)增粘剂的制备
室温下，向反应釜中加入20g上述制备得到的聚酯多元醇、二酰胺与磺基间苯单酰胺的混合物2.5g和正丙醇100g，混合均匀，得到混合物；
将上述混合物升温至60℃，控制搅拌速率为2000r/min，以4ml/min的速率滴加15g3,5-二氯苯基二异氰酸酯和对硝基苯异腈酸酯的混合物，然后加入1.0g过氧化苯甲酰胺，继续升温至70℃并反应3h，得到中间产物；
将上述中间产物降温至50℃，以5g/min滴加2.5g磺基间苯单酰胺，再升温至60℃继续反应3h后停止反应，冷却，制备得到增粘剂4。
试验例1
室温下，在搅拌状态下，向400mL5#白油中依次加入6g合成树脂降滤失剂，12g稳定剂，8g氧化钙，12g有机土，4g润湿剂，12g改性沥青树脂，8g改性酰胺树脂，持续搅拌3h后，静置10h，得到本试验例的全油基钻井液基液，经检测，该全油基钻井液的密度为0.887g/cm3。
按上述制备方法配置全油基钻井液5份。向其中4份钻井液分别加入本发明实施例1-4制备的增粘剂4g，编号1#-4#；另一份钻井液作为空白对照，编号5#。
将上述添加过增粘剂的1#-4#钻井液以及5#空白对照例，在150℃的恒温箱中静置16h后取出，按照GB/T16783.1-2006的规定，在50℃下采用六速旋转粘度计分别测定1#-5#钻井液的Φ600、Φ300、Φ200、Φ100、Φ6、Φ3的粘度，然后按照下述式1-式3计算1-5#钻井液的表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)、动切力(YP)、动塑比(YP/PV)以及低剪切速率粘度(Φ6/Φ3)。
AV＝0.5×Φ600 式1
PV＝Φ600-Φ300 式2
YP＝0.51×(Φ300-PV) 式3
同时，采用中压滤失仪和高温高压滤失仪分别测量1-5#钻井液的中压失水量(FLAPI)和高温高压失水量(FLHTHP)，其中，中压滤失仪的测定条件为25℃、0.75MPa；高温高压滤失仪的测定条件为150℃、3.5MPa。
并且采用密度测定仪在常温下对1-5#钻井液的密度进行测定。
上述测量结果见下表1。
表1 1#-5#号钻井液的性能评价
由表1可知：
1、本发明制备的全油基钻井液增粘剂能够显著提高全油基钻井液体的体系的动切力(YP)、低剪切速率粘度(Φ6/Φ3)、塑性粘度(PV)，并且体系的动塑比(YP/PV)明显增大，因此能够改善钻井液的流变性能，提高全油基钻井液的悬浮稳定性和携岩能力，有利于井壁稳定。
2、本发明的全油基钻井液增粘剂，对钻井液的密度没有明显影响，因此能够更好的满足低压储层的欠平衡钻井以及大长度水平井等特殊情况的需要，适用于低压储层的勘探和开发。
3、本发明的全油基钻井液增粘剂能够有效降低钻井液的失水量，从而抑制水分流失而对油层造成污染，也进一步稳定了井壁，提高了油井的安全性。
试验例2
室温下，在搅拌状态下，向400mL5#白油中依次加入6g合成树脂降滤失剂，12g稳定剂，8g氧化钙，12g有机土，4g润湿剂，12g改性沥青树脂，8g改性酰胺树脂，持续搅拌3h后，静置10h，得到本试验例的全油基钻井液基液，经检测，该全油基钻井液的密度为0.887g/cm3。
按上述制备方法配置全油基钻井液5份。向其中1份钻井液作为空白对照，编号6#；向剩余4份钻井液分别加入实施例1制备的增粘剂2g、4g、6g、8g，编号7#-10#。
将上述添加过增粘剂的7#-10#钻井液以及6#空白对照，在150℃的恒温箱中静置16h后取出，按照GB/T16783.1-2006的规定，在50℃下采用六速旋转粘度计分别测定6#-10#钻井液的Φ600、Φ300、Φ200、Φ100、Φ6、Φ3的粘度，然后按照下述式1-式3计算6#-10#钻井液的表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)、动切力(YP)、动塑比(YP/PV)以及低剪切速率粘度(Φ6/Φ3)。
AV＝0.5×Φ600 式1
PV＝Φ600-Φ300 式2
YP＝0.51×(Φ300-PV) 式3
同时，采用中压滤失仪和高温高压滤失仪分别测量6#-10#钻井液的中压失水量(FLAPI)和高温高压失水量(FLHTHP)，其中，中压滤失仪的测定条件为25℃、0.75MPa；高温高压滤失仪的测定条件为150℃、3.5MPa。
并且采用密度测定仪在常温下对6#-10#钻井液的密度进行测定。
上述测量结果见下表2。
表2 6#-10#钻井液的性能评价
由表2可知：
本发明制备的全油基钻井液增粘剂对于钻井液流变性能的改善程度具有可调控性，通过增加增粘剂在钻井液中的比例能够使钻井液的表观粘度、塑性粘度、动切力、动塑比、低剪切速率粘度逐渐增长，中压以及高温高压失水量逐渐减小，因此，相关技术人员可以根据不同待开采地层的特点，通过调节本发明增粘剂在钻井液中的用量，针对性的处理各种待开采地层。
同时，随着本发明增粘剂在钻井液中用量的增加，钻井液的密度并没有出现增大的现象，因此本发明的增粘剂非常适用于低压储层的开采，能够有效的平衡调控地层压力，稳定井壁，避免由于钻井液密度过高而发生的安全事故。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种全油基钻井液增粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在室温下将15～50重量份的聚酯多元醇、5～15重量份的聚合助剂和50～150重量份的溶剂混合均匀，得到混合物；
2)将所述混合物升温至40～60℃，在搅拌下加入15～80重量份的异氰酸酯和0.3～1.0重量份的聚合反应催化剂，继续升温至70～90℃并反应3～5h，得到中间产物；
3)将所述中间产物降温至40～50℃，随后加入5～15重量份的聚合助剂，再升温至60～80℃继续反应2～3h，制得全油基钻井液增粘剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇通过如下步骤制备：
在保护气氛下，将30～50重量份的多元醇、50～90重量份的多元酸和0.2～0.4重量份的缩合反应催化剂在90～120℃下反应1～2h，随后在160～200℃下继续反应2～4h，制得所述聚酯多元醇。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制所述异氰酸酯的加入速度为3～4ml/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、环己基异氰酸酯、对硝基苯异氰酸酯、3,5-二氯苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、邻氯苯异氰酸酯和苯乙基异氰酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合助剂选自磺基间苯二甲酸酯、磺酸间苯二甲酸、磺基间苯单酰胺和二酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甲苯和乙酸乙酯等中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应催化剂选自对甲苯磺酸、四异丙氧基钛、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二烷基和过氧化二酰中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述多元醇选自乙二醇、二乙二醇、正丁醇、丙三醇和1,2-丁二醇中的一种或多种；所述多元酸选自己二酸、癸二酸、苯二甲酸和苯酐中的一种或多种。
9.一种全油基钻井液增粘剂，其特征在于，按照权利要求1～8所述的制备方法制得。
10.一种全油基钻井液，其特征在于，包括权利要求9所述的全油基钻井液增粘剂，所述全油基钻井液增粘剂在全油基钻井液中的重量含量为1.0-1.5％。
CN201510801935.4A 2015-11-19 2015-11-19 全油基钻井液增粘剂及其制备方法 Pending CN106753289A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801935.4A CN106753289A (zh) 2015-11-19 2015-11-19 全油基钻井液增粘剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801935.4A CN106753289A (zh) 2015-11-19 2015-11-19 全油基钻井液增粘剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106753289A true CN106753289A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58916560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510801935.4A Pending CN106753289A (zh) 2015-11-19 2015-11-19 全油基钻井液增粘剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106753289A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107602771A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 中国石油大学(北京) 适用于煤层气钻井的成膜剂及其制备方法和钻井液与应用
CN110373169A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 可控时固化油基堵漏浆及其制备方法
CN110396398A (zh) * 2019-07-19 2019-11-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 超高温油基钻井液用温控型固化剂及其制备方法
CN110408372A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 中低温油基固化堵漏浆及其制备方法
CN110437408A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 高温激发型油基钻井液用固化剂及其制备方法
CN110437810A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 压敏型可交联油基钻井液用固化剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1199754A (zh) * 1997-05-02 1998-11-25 罗姆和哈斯公司 混合的表面活性剂与疏水性聚合物的组合物
CN1810846A (zh) * 2006-02-21 2006-08-02 中国科学院成都有机化学有限公司 一种三嵌段可聚合非离子型聚氨酯表面活性剂的制备方法
CN101215461A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 中国海洋石油总公司 全油合成基钻井液
CN103421160A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 亨茨曼国际有限公司 聚氨酯灌浆组合物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1199754A (zh) * 1997-05-02 1998-11-25 罗姆和哈斯公司 混合的表面活性剂与疏水性聚合物的组合物
CN1810846A (zh) * 2006-02-21 2006-08-02 中国科学院成都有机化学有限公司 一种三嵌段可聚合非离子型聚氨酯表面活性剂的制备方法
CN101215461A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 中国海洋石油总公司 全油合成基钻井液
CN103421160A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 亨茨曼国际有限公司 聚氨酯灌浆组合物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山西省化工研究所: "《聚氨酯弹性体手册》", 31 January 2001, 北京：化学工业出版社 *
顾继友: "《胶黏剂与涂料》", 31 August 2012, 北京：中国林业出版社 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107602771A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 中国石油大学(北京) 适用于煤层气钻井的成膜剂及其制备方法和钻井液与应用
CN107602771B (zh) * 2017-09-20 2018-06-26 中国石油大学(北京) 适用于煤层气钻井的成膜剂及其制备方法和钻井液与应用
US10253237B1 (en) 2017-09-20 2019-04-09 China University Of Petroleum (Beijing) Film former used for coal-bed gas well drilling and preparation method thereof, drilling fluid and usage thereof
CN110373169A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 可控时固化油基堵漏浆及其制备方法
CN110396398A (zh) * 2019-07-19 2019-11-01 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 超高温油基钻井液用温控型固化剂及其制备方法
CN110408372A (zh) * 2019-07-19 2019-11-05 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 中低温油基固化堵漏浆及其制备方法
CN110437408A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 高温激发型油基钻井液用固化剂及其制备方法
CN110437810A (zh) * 2019-07-19 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 压敏型可交联油基钻井液用固化剂及其制备方法
CN110437810B (zh) * 2019-07-19 2021-06-11 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 压敏型可交联油基钻井液用固化剂及其制备方法
CN110373169B (zh) * 2019-07-19 2021-07-23 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 可控时固化油基堵漏浆及其制备方法
CN110437408B (zh) * 2019-07-19 2021-07-23 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 高温激发型油基钻井液用固化剂及其制备方法
CN110396398B (zh) * 2019-07-19 2021-07-23 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 超高温油基钻井液用温控型固化剂及其制备方法
CN110408372B (zh) * 2019-07-19 2021-08-13 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 中低温油基固化堵漏浆及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106753289A (zh) 全油基钻井液增粘剂及其制备方法
CN111218260B (zh) 一种适用于油基钻井液的抗高温高吸油树脂颗粒堵漏剂及其制备方法
CN105907380B (zh) 钻井液的添加剂组合物和适于页岩气水平井的类油基钻井液
CN101665686B (zh) 一种表面改性的支撑剂的制备方法
CN104893691B (zh) 二聚酸-有机胺共聚物及其制备方法和应用以及油包水乳化钻井液提切剂及钻井液
CN105218283B (zh) 一种高爆速型胶状乳化炸药及其制备方法
CN104610485A (zh) 两亲性储层保护剂及其制备方法和应用和钻井液及其应用
CN104448136A (zh) 一种油基钻井液用随钻堵漏剂的制备方法
CN105802593B (zh) 适于页岩气水平井的高密度水基钻井液
CN112694872B (zh) 一种液体降滤失剂及含有液体降滤失剂的油基/合成基钻井液
CN103666414A (zh) 矿物油基钻井液用聚酰胺基胺流型调节剂及其制备方法
CN105623628A (zh) 一种超高密度油基钻井液及其配制方法
CN104558217B (zh) 钻井液用交联淀粉及其制备方法
CN108774509A (zh) 一种钻井液用抗温抗盐高温高压降滤失剂及其制备方法
US10858568B1 (en) Rheology modifier for organoclay-free invert emulsion drilling fluid systems
CN113416485A (zh) 抗流挂聚氨酯防水涂料及其制备方法
CN105086956A (zh) 一种油基钻井液用增粘剂及其制备方法
CN109054782B (zh) 适于海洋的温敏聚合物流变调节剂及恒流变性水基钻井液
CN104744643B (zh) 一种梳型聚合物、制备方法及应用
CN109880049A (zh) 一种共聚彩色遮盖聚氨酯乳液的制备方法及应用
CN104910852B (zh) 一种纳米TiO2改性碳酸酯聚氨酯胶黏剂的制备方法
CN106010478A (zh) 钻井液的添加剂组合物和适合页岩气水平井的水基钻井液
CN106350038A (zh) 一种阳离子烷基糖苷钻井液及其制备方法
CN105131915B (zh) 一种抗高温高密度无固相甲酸盐钻井液体系
CN109456443A (zh) 一种功能型聚丙烯酰胺及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531