CN109722230B

CN109722230B - 一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液

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Publication number: CN109722230B
Application number: CN201711027059.XA
Authority: CN
Inventors: 梁庆磊; 李晓岚; 杨朝光; 孙举; 郭鹏; 郑志军
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN109722230A

Abstract

本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括：将有机酸和有机胺进行反应，得到油基钻井液用乳化剂。本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂，具有式I～式IV结构中的一种。与现有技术相比，本发明提供的油基钻井液用乳化剂同时具有酰胺基团和磺酰胺基团，兼具乳化性和润湿性，在应用中不需配合辅助乳化剂和润湿剂，适用密度范围宽(1.2g/cm³～2.5g/cm³)，抗温达230℃，可有效改善传统乳化剂加量大、不抗高温以及配制的钻井液在常温及高密度条件下流动性差的问题。本发明还提供了一种钻井液。

Description

一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液

技术领域

本发明涉及油基钻井液用化学品技术领域，尤其涉及一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液。

背景技术

油基钻井液具有防塌效果好、抗污染能力强、良好的热稳定性和润滑性等优点，成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、海洋钻井、水平井和各种复杂地层的重要钻井液体系，特别钻遇高温、强水敏性地层情况下，油基钻井液比水基钻井液更具有优势。

乳化剂的性能及合理使用在维持油基钻井液体系稳定性方面起着关键作用，乳化剂主要通过降低油水界面张力，在内相液滴周围形成强吸附膜，防止液滴聚结合并、油水分层，油水界面膜强度越高，油包水体系越稳定。

传统的乳化剂主要有：油酸、斯盘系列（如span-80和span-85）、脂肪酸的二价金属皂盐、脂肪酸酯系列以及阳离子型的胺盐（如十六烷基三甲基溴化铵）等。这些乳化剂的耐温性能一般，高温下易降解或者易从油水界面膜上解吸附，从而使油包水钻井液失去稳定性。而且，在常规密度油基钻井液中存在加量大的问题，在高密度和超高密度油基钻井液中更是难以有效使用。

目前国内外，低密度到中高密度的油基钻井液已经应用成熟，高密度和超高密度的油基钻井液仍存在着乳化剂的加量大、高温易沉降等问题，在这种背景下，尤其需要一种适应范围宽、性能优异的乳化剂。

美国专利US0171671公布了一种低聚型油基钻井液用乳化剂，该乳化剂虽然具有很强的乳化能力，但是由于其乳化剂分子中引入了聚氧乙烯链，使乳化剂的抗高温性能并不理想。

中国专利201410575264.X公开了一种抗高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用，能够在70:30~90:10油水比范围和220℃以下使用，但这种乳化剂适用密度限于0.9~2.2g/cm³，反应中加入二甲苯携水剂，分步两步反应，其中第二步反应在220℃~250℃下进行，制备条件比较苛刻，生产成本较高。

中国专利201310497559.5公开了一种三聚酰胺表面活性剂的制备方法，需要先加入二氯亚砜，反应后再将进行旋蒸，制备中间产物；之后在冰水浴环境下，加入二氯甲烷溶剂，与二乙烯三胺反应，反应后再次进行旋蒸除去溶剂和水，方能得到产品。产品制备过程相对复杂，需多步反应，不利于工业化。

中国专利CN201410602478.1公开了一种油基钻井液用粉状乳化剂及其制备方法，该产品易包装和运输，现场容易操作，但该乳化剂抗温只能达到180℃，且配制的钻井液在常温下以及高密度时黏度较大，流型欠佳。

中国专利201610253110.8公开油基钻井液用聚酰胺类辅乳化剂及制备方法，在使用过程中需配合主乳化剂使用，这限制了该乳化剂的应用范围，且酸酐类原料价格昂贵。在合成工艺上，需经过多步聚合形成稳定产品，工业生产耗时较长。

因此，开发一种适用于低、中、高密度油基钻井液并且抗温性能好的乳化剂成为本领域技术人员研发的热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种油基钻井液用乳化剂及其制备方法和钻井液，本发明提供的乳化剂加量小、抗高温，而且配制的钻井液在常温及高密度条件下流动性好。

本发明中，通过优化合成工艺，选用了乳化性和润湿性、抗温性更好的含苯环结构的烷基磺酸类有机酸和烷基链较长的有机脂肪酸作为单体与多烯多胺反应，最终合成出具有多种支链且支链长度不一的乳化剂。该乳化剂在形成油包水结构时，可在界面形成复合吸附，乳液稳定性更好。在配制油基钻井液时，不需配合其他乳化剂和润湿剂，可单独使用，且加量较低，大幅降低油基钻井液配制成本。

本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂，具有式I~式IV等结构中的一种：

式I；

式II；

式III；

式IV；

式I~式IV中的R₁~R₁₄独立的选自碳原子数为12~24的碳链烷基，碳链烷基可以为饱和碳链也可以为不饱和碳链。

在本发明中，R₁~R₁₄优选独立的选自式V~式XI中的一种：

式V；

式VI；

式VII；

式VIII;

式IX;

式X；

式XI。

本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括：

将有机酸和有机胺进行反应，得到油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，有机酸和有机胺的质量比优选为（80~90）：（10~20），更优选为（82~88）：（12~18），最优选为（84~86）：（14~16）。

在本发明中，反应优选在带有搅拌、温度计和分水器的四口烧瓶中。

在本发明中，反应的温度优选为120~180℃，更优选为130~170℃，最优选为140~160℃。

在本发明中，反应优选在搅拌状态下进行。

在本发明中，反应的时间优选为6~16小时，更优选为8~14小时，最优选为10~12小时。

在本发明中，反应优选在没有水滴出后1~2小时停止，优选降温至60~100℃得到反应产物，即为油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，油基钻井液用乳化剂的制备方法优选为：

以重量份计，将80~90份的有机酸和10~20份有机胺置于带有搅拌、温度计、分水器的四口烧瓶中，缓慢升温至120~180℃，搅拌状态下反应6~16h，直至没有水滴出后1~2h，降温至60~100℃将产物倒出，得到液体产品，即为油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，所述有机酸优选为含苯环结构的烷基磺酸类有机酸或者有机脂肪酸，所述有机脂肪酸的烷基链较长，其碳原子个数优选为5~30，更优选为10~20。

在本发明中，有机酸优选为油酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸、棕榈酸、松香酸、十二烷基苯磺酸、山嵛酸、亚麻酸和己二酸中的一种或几种。

在本发明中，有机胺优选为多乙烯多胺，更优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种或几种。

本发明采用一步法合成制备油基钻井液用乳化剂，合成步骤简单，能耗低，不需要溶剂，所得产品乳化能力强，热稳定性好，在油水比65:35到全油、以及密度1.2 g/cm³~2.5g/cm³范围内均可使用；且与现有技术乳化剂相比，加量可降低30%~50%，配制的油基钻井液抗温可达230℃。

在本发明中，有机胺与有机酸形成多个酰胺基团或磺酰胺基团，通过有机胺将这些基团联结起来，使乳化剂表现出优良特性：更好的乳化性能和润湿性；乳化剂亲水基团的半径比常规乳化剂的亲水基团半径大，在油水界面上表现出较强的吸附力，即便在高温下，也不易解吸，从而能很好的维持钻井液的整体性能。同时，在钻井液中，乳化剂分子还可形成氢键，通过缔合作用，提高钻井液体系的抗温能力。

本发明提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的油基钻井液用乳化剂或上述技术方案所述的方法制备得到的油基钻井液用乳化剂。

本发明对钻井液中的其他成分没有特殊的限制，本领域技术人员根据实现需要选择合适成分的钻井液。在本发明中，钻井液优选包括：

柴油、油基钻井液用乳化剂、CaCl₂溶液、有机土、降滤失剂、CaO和重晶石。

在本发明中，CaCl₂溶液的质量浓度优选为15~25%，更优选为20%。

在本发明中，降滤失剂为氧化沥青。

在本发明中，油基钻井液用乳化剂在钻井液中的质量含量优选为2~4%。

在本发明中，CaCl₂溶液在钻井液中的质量含量优选为0~35%。

在本发明中，有机土在钻井液中的质量含量优选为2~4%。

在本发明中，降滤失剂在钻井液中的质量含量优选为3~4%。

在本发明中，CaO在钻井液中的质量含量优选为2~3%。

本发明对重晶石的用量没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际所需的钻井液的密度添加合适重量的重晶石。

在本发明中，钻井液的制备方法优选包括：

（1）在高速搅拌过程中，向柴油中加入油基钻井液用乳化剂，高速搅拌10min，得到混合物；

（2）在搅拌过程中，向混合物中加入CaCl₂溶液，高速搅拌20min，形成稳定的油包水乳液；

（3）在搅拌过程中，向油包水乳液中加入有机土、降滤失剂、CaO，高速搅拌20min，得到中间产物；

（4）在搅拌过程中，向中间产物中加入重晶石，高速搅拌30min，得到相应密度的油基钻井液。

在本发明中，高速搅拌的速度优选为10000~12000r/min，更优选为11000r/min。

与现有技术相比，本发明提供的油基钻井液用乳化剂同时具有酰胺基团和磺酰胺基团，兼具乳化性和润湿性，不需加入辅乳和润湿剂，有效减少油基钻井液用的处理剂种类和加量，节约成本。本发明提供的油基钻井液用乳化剂适用密度范围宽（1.2g/cm³~2.5g/cm³），抗温达230℃，可有效改善传统乳化剂加量大、不抗高温以及配制的钻井液在常温及高密度条件下流动性差的问题。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。

本发明以下实施例中的油酸、硬脂酸，山嵛酸、癸酸购自济南久瑞鑫化工有限责任公司；

十二烷基苯磺酸购自郑州三三日化有限公司；

二乙烯三胺和三乙烯四胺购自济南创世化工有限公司；

有机土购自浙江丰虹新材料股份有限公司；

氧化钙购自河南省汤阴县文星建材化工厂；

氧化沥青，购自河南省新乡市第七化工有限公司；

重晶石由湖北省宜都市宏鑫矿业开发有限责任公司提供。

乳化剂HLB 值的计算方法为：

根据非离子型表面活性剂的 HLB 值经验公式计算得出：

其中，M_W是亲水基团的分子量；M_O是亲油基团的分子量。

乳化剂酸值的测定方法为：

称取样品0.2~1.0g置于150mL锥形瓶中；加入100mL的质量浓度为95%乙醇，摇动溶解；待样品完全溶解后，加入4~5滴酚酞指示剂；用0.1mol/L的KOH标准溶液滴定至出现微红色30s不消失，记下消耗的碱液毫升数(V)。

乳化剂酸值Y (KOH/(mg/g))按下式计算：

其中：

C为氢氧化钾溶液浓度，mol/L；

V为滴定耗用的氢氧化钾溶液的体积，mL；

56.1为氢氧化钾的摩尔质量[M(KOH)]，g/mol；

W为样品的质量，g。

乳化剂胺值的测定方法：

称取样品0.2~1.0g，置于150mL锥形瓶中；加入50mL的质量浓度为95%乙醇，放入热水浴中加热，待样品溶解完全后；加入3滴溴酚蓝指示液(10g/L)；趁热以盐酸标准溶液[C(HCl)=0.1mol/L]滴定至溶液由蓝色变为黄色，并保持30s不退色即为终点。

乳化剂胺值Z (mgKOH/g)按下式计算：

其中：

C为盐酸标准溶液的实际浓度，mol/L；

V为滴定耗用的盐酸标准溶液的体积，mL；

56.1为氢氧化钾的摩尔质量[M(KOH)]，g/mol；

m₀为样品的质量，g。

实施例1

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸113g和四乙烯五胺19g，缓慢升温至180℃反应，反应6h后，取出产物，常温下为黑色液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例1制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为6.92 mg KOH/g，胺值8.73mg KOH/g，HLB值4.2。对本发明实施例1制备的乳化剂进行检测，本发明实施例1制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-。

实施例2

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸56.5g、癸酸17.2g和三乙烯四胺14.6g，缓慢升温至145℃反应，反应16h后，取出产物，常温下为粘稠状液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例2制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为7.31 mg KOH/g，胺值为8.52 mg KOH/g，HLB值为3.8。对本发明实施例2制备的乳化剂进行检测，本发明实施例2制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₂为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，R₃为-(CH₂)₈CH₃。

实施例3

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸56.5g、十二烷基苯磺酸32.6g和三乙烯四胺14.6g，缓慢升温至150℃，持续反应12h。取出产物，常温下为棕色液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例3制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为5.87 mg KOH/g，胺值为5.23 mg KOH/g，HLB值为4.5。对本发明实施例3制备的乳化剂进行检测，本发明实施例3制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₄为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，R₅为 CH₃(CH₂)₁₁-C₆H₄-。

实施例4

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入硬脂酸28.5g、山嵛酸34g和三乙烯四胺14.6g，缓慢升温至165℃反应，反应10h后反应结束。取出产物，常温下为固体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例4制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂的酸值为15 mg KOH/g，胺值为2.0 mg KOH/g，HLB值为3。对本发明实施例4制备的乳化剂进行检测，本发明实施例4制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₆为-(CH₂)₁₆CH₃，R₇为-(CH₂)₂₀CH₃。

实施例5

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸56g、癸酸17.2g和二乙烯三胺10.3g，缓慢升温至150℃，持续反应12h后，反应结束。取出产物，常温下为液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例5制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为10.30 mg KOH/g，胺值为4.52 mg KOH/g，HLB值为4.0。对本发明实施例5制备的乳化剂进行检测，本发明实施例5制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₈为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，R₉为-(CH₂)₈CH₃。

实施例6

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸58g、磺酸32.6g和二乙烯三胺10.3g，缓慢升温至140℃，持续反应15h后反应结束。取出产物，常温下为液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例6制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为5.08 mg KOH/g，胺值为20.5 mg KOH/g，HLB值为4.9。对本发明实施例6制备的乳化剂进行检测，本发明实施例6制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁₀为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，R₁₁为CH₃(CH₂)₁₁-C₆H₄-。

实施例7

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸46.5g和二乙烯三胺10.3g，缓慢升温至120℃进行第一步反应，持续反应16h。取出产物，常温下为液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例7制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为6.47mg KOH/g，胺值为50mg KOH/g，HLB值为6.0。对本发明实施例7制备的乳化剂进行检测，本发明实施例7制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁₂为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-。

实施例8

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸56.5g、硬脂酸56.9g和三乙烯四胺15g，缓慢升温至145℃，持续反应10h。取出产物，常温下为浅黑色固体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例8制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为9.02 mg KOH/g，胺值为30.0mg KOH/g，HLB值为3.8。对本发明实施例8制备的乳化剂进行检测，本发明实施例8制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁₃为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，R₁₄为-(CH₂)₁₆CH₃。

实施例9

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，加入油酸85.4g和三乙烯四胺14g，缓慢升温至150℃，持续反应8h。取出产物，常温下为粘稠状液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例9制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为12.40 mg KOH/g，胺值为20.9 mg KOH/g，HLB值为5.0。对本发明实施例9制备的乳化剂进行检测，本发明实施例9制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁₅为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-。

实施例10

在装有温度计、冷凝管、搅拌器的250mL四口烧瓶中，依次加入油酸95.4g、磺酸32.6g和三乙烯四胺15.1g，缓慢升温至140℃，持续反应8h。取出产物，常温下为液体，即得油基钻井液用乳化剂。

对本发明实施例10制备得到的油基钻井液用乳化剂进行酸值、胺值、HLB值检测，检测结果为，乳化剂酸值为12.85 mg KOH/g，胺值为4.96 mg KOH/g，HLB值为4.3。对本发明实施例10制备的乳化剂进行检测，本发明实施例10制备得到的油基钻井液用乳化剂的结构式为：

R₁₆为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇-，

R₁₇为

。

本发明以上实施例制备得到的油基钻井液用乳化剂的酸值为5~15 mg KOH/g，胺值为2~50 mg KOH/g，HLB值为3~6。

实施例11

在10000r/min的高速搅拌过程中，向柴油中加入实施例1制备的油基钻井液用乳化剂，高速搅拌10min，得到混合物；

在搅拌过程中，向混合物中加入重量浓度为20%的CaCl₂溶液，高速搅拌20min，形成稳定的油包水乳液；

在搅拌过程中，向油包水乳液中加入有机土、氧化沥青、CaO，高速搅拌20min，得到中间产物；

在搅拌过程中，向中间产物中加入重晶石，高速搅拌30min，得到钻井液。

实施例11制备的钻井液的油水比为65:35（柴油和CaCl₂溶液用量比例）；油基钻井液用乳化剂在钻井液中的质量含量为4%，有机土在钻井液中的质量含量为2%，氧化沥青在钻井液中的质量含量为3%，CaO在钻井液中的质量含量为3%；钻井液的密度为1.8g/cm^-3。

实施例12

按照实施例11的方法制备得到钻井液，与实施例11不同的是采用实施例2制备得到的油基钻井液用乳化剂，油水比为70:30，乳化剂加量为3%，有机土加量为3%，氧化沥青加量为3%，CaO加量为3%，钻井液的密度为1.2g/cm^-3。

实施例13

按照实施例12的方法制备得到钻井液，与实施例12不同的是采用实施例3制备得到的油基钻井液用乳化剂，油水比为70:30，乳化剂加量为3%，有机土加量为2%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为2%，钻井液的密度为2.2g/cm^-3。

比较例1

将二乙烯三胺与脂肪酸按照摩尔比1:1.5加入三口烧瓶中，搅拌至混合均匀；脂肪酸为质量比为1:2的油酸和亚油酸的混合物；

在三口瓶中添加分水器，分水器接口处添加冷凝管，并通入循环冷凝水，保持搅拌速度，将油浴温度提升至150~180℃，保温12小时；

将油浴温度降低至70~100℃后，加入与二乙烯三胺的物质的量相同的丙二酸酐，保持搅拌速度，保温5h；

将收集的反应副产物水排除，停止加热与搅拌，待温度冷却至室温时倒出，得到聚酰胺类辅助乳化剂。

按照实施例13的方法制备得到钻井液，与实施例13不同的是采用上述聚酰胺类辅助乳化剂。

实施例14

按照实施例11的方法制备得到钻井液，与实施例11不同的是采用实施例4制备得到的油基钻井液用乳化剂，油水比为80:20，乳化剂加量为3%，有机土加量为2%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为3%，钻井液的密度为1.6g/cm^-3。

比较例2

按照实施例14的方法制备得到钻井液，与实施例14不同的是采用比较例1制备的聚酰胺类辅助乳化剂。

实施例15

按照实施例14的方法制备得到钻井液，与实施例14不同的是采用实施例5制备得到的油基钻井液用乳化剂，油水比为70:30，乳化剂加量为2%，有机土加量为2%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为2%，钻井液的密度为2.2g/cm^-3。

比较例3

按照实施例15的方法制备得到钻井液，与实施例15不同的是采用比较例1制备的聚酰胺类乳化剂。

实施例16

按照实施例14的方法制备得到钻井液，与实施例14不同的是采用实施例6制备得到的油基钻井液用乳化剂，乳化剂加量为3%，有机土加量为3%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为3%，钻井液的密度为1.6g/cm^-3。

实施例17

按照实施例11的方法制备得到钻井液，与实施例11不同的是采用实施例7制备得到的油基钻井液用乳化剂，油水比为90:10；乳化剂加量为3%，有机土加量为2%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为2%，钻井液的密度为2.3g/cm^-3。

比较例4

按照实施例17的方法制备得到钻井液，与实施例17不同的是采用比较例1制备的聚酰胺类乳化剂。

实施例18

按照实施例17的方法制备得到钻井液，与实施例17不同的是采用实施例8制备得到的油基钻井液用乳化剂；乳化剂加量为4%，有机土加量为2%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为2%，钻井液的密度为2.5g/cm^-3。

实施例19

按照实施例11的方法制备得到钻井液，与实施例11不同的是采用实施例9制备得到的油基钻井液用乳化剂；不添加CaCl₂溶液，为全油钻井液，乳化剂加量为3%，有机土加量为4%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为2%，钻井液的密度为2.0g/cm^-3。

实施例20

按照实施例19的方法制备得到钻井液，与实施例19不同的是采用实施例10制备得到的油基钻井液用乳化剂；乳化剂加量为4%，有机土加量为4%，氧化沥青加量为4%，CaO加量为3%，钻井液的密度为1.8g/cm^-3。

实施例21

将上述实施例和比较例制备的钻井液装入陈化釜，置于滚子炉中，在80℃~210℃下滚动16h，然后于65℃测定钻井液的综合性能，测定方法按照GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液》进行，检测结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例制备的钻井液的性能测试结果。

表1本发明实施例和比较例制备的钻井液性能测试结果

其中，AV为表观粘度（mPa·s），PV为塑性粘度（mPa·s），YP为动切力（Pa），τ_初切为初切力（Pa），HTHP_FL为高温高压滤失（mL），ES为破乳电压（V）。

从表1中可以看出，钻井液适用油水比范围宽（65:35）、适用密度范围广（1.2~2.54g/cm³）、抗温性好（150℃~230℃），采用本发明乳化剂配制的钻井液在表观粘度、塑性粘度、动切力、初切、高温高压滤失、破乳电压等性能方面优于对比用乳化剂所配置的钻井液性能，主要表现为，高油水（65:35）下，乳化剂加量低，老化后性能稳定，滤失低，使用常规乳化剂甚至配制不出钻井液；配制的高密度油基钻井液，230℃下性能稳定，高温高压滤失小、破乳电压较高，高温老化后钻井液塑性粘度较低，而常规乳化剂配制的油基钻井液在230℃老化后沉降严重，泥浆切力很低。

由以上实施例可知，本发明提供了一种油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括：将有机酸和有机胺进行反应，得到油基钻井液用乳化剂。与现有技术相比，本发明提供的油基钻井液用乳化剂同时具有酰胺基团和磺酰胺基团，兼具乳化性和润湿性，适用密度范围宽（1.2g/cm³~2.5g/cm³），抗温达230℃，可有效改善传统乳化剂加量大、不抗高温以及配制的钻井液在常温及高密度条件下流动性差的问题。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种油基钻井液用乳化剂的制备方法，具体为：

将有机酸和有机胺进行反应，得到油基钻井液用乳化剂；

所述有机酸为油酸和十二烷基苯磺酸；

所述有机胺为多乙烯多胺；多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机酸和有机胺的质量比为（80~90）：（10~20）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为120~180℃；

所述反应的时间为6~16小时。

4.一种钻井液，包括权利要求1所述的方法制备的油基钻井液用乳化剂。

5.根据权利要求4所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液还包括：

柴油、CaCl₂溶液、有机土、降滤失剂、CaO和重晶石。