CN110157394B - 一种钻井用水包油抗钙乳化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田钻井技术领域,具体涉及一种钻井用水包油抗钙乳化剂及其制备方法,钻井用水包油抗钙乳化剂由去离子水、乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、2‑乙基乙醇、癸二酸二辛酯、2‑甲基丙醇、十八烷基甲苯磺酸钠、2‑甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、航空煤油,按照一定质量比例在50~60℃温度下乳化制得,是一种抗钙能力强,闪点高,乳化性能强,钻井用水包油抗钙乳化剂。本发明产品解决了钻井用水包油乳化剂配伍性差、抗钙能力差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田钻井技术领域,具体涉及一种钻井用水包油抗钙乳化剂及其 制备方法。
背景技术
目前,国内钻井液体系以水基钻井液为主,为改善水基钻井液摩阻系数需 要加入2%~3%原油进行调节。乳化剂可以促使两种互不相溶的液体形成均匀混合 乳化液,具有良好的分散、增溶效果。它可以降低油水两种液体间的界面张力, 从而提高水基钻井液体系的稳定性。
市场上的常规乳化剂存在配伍性差、乳化效果差、抗钙能力差等缺陷。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了解决钻井用水包油乳化剂抗钙能力、 乳化性能差,影响钻井效果的问题的一种钻井用水包油抗钙乳化剂及其制备方 法,尤其是一种钻井用水包油抗钙乳化剂及其制备方法。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种钻井用水包油抗钙乳化剂,所述钻井用水包油抗钙乳化剂是由去离子 水、乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、航空煤油、烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷基甲 苯磺酸钠、2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、2-甲基丙醇、2-乙基乙醇、癸二酸 二辛酯,按照一定重量比例在50~60℃温度下乳化制得。
所述的钻井用水包油抗钙乳化剂由以下重量份的组分组成:
去离子水:150~250份;
乙二醇:300~350份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:180~200份;
航空煤油:90~100份;
烷基酚聚氧乙烯醚:85~95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:30~36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:25~30份;
2-甲基丙醇:10~20份;
2-乙基乙醇:2.4~4.8份;
癸二酸二辛酯:2~4份。
所述的肪醇聚氧乙烯醚为AEO-3、AEO-9中的一种。
所述的烷基酚聚氧乙烯醚为OP-5、OP-10中的一种。
一种钻井用水包油抗钙乳化剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:向反应器中加入300~350份乙二醇、180~200份脂肪醇聚氧乙烯 醚、90~100份航空煤油、85~95份烷基酚聚氧乙烯醚,一边搅拌一边升温至 50℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入30~36份十八烷基甲苯磺酸钠、25~ 30份2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、10~20份2-甲基丙醇、2.4~4.8份2-乙 基乙醇、2~4份癸二酸二辛酯,保温50℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入150~250份去离子水,保温50℃, 搅拌30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
所述的步骤二中加入的十八烷基甲苯磺酸钠和2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基 叔胺的质量比为1.2:1。
所述的步骤二中加入的2-甲基丙醇、2-乙基乙醇和癸二酸二辛酯的质量比为5:1.2:1。
本发明的有益效果是:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达80~95℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率均小于5%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 可达58000mg/L以上。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0~2.5%浓度时,采用6% 钠膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳 状液静置析油的时间为48~60h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
具体实施方式
实施例1:
本实施例提供一种钻井用水包油抗钙乳化剂,所述钻井用水包油抗钙乳化 剂是由去离子水、乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、航空煤油、烷基酚聚氧乙烯醚、 十八烷基甲苯磺酸钠、2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、2-甲基丙醇、2-乙基乙 醇、癸二酸二辛酯,按照一定重量比例在50~60℃温度下乳化制得。
所述的钻井用水包油抗钙乳化剂由以下重量份的组分组成:
去离子水:150~250份;
乙二醇:300~350份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:180~200份;
航空煤油:90~100份;
烷基酚聚氧乙烯醚:85~95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:30~36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:25~30份;
2-甲基丙醇:10~20份;
2-乙基乙醇:2.4~4.8份;
癸二酸二辛酯:2~4份。
所述的肪醇聚氧乙烯醚为AEO-3、AEO-9中的一种。
所述的烷基酚聚氧乙烯醚为OP-5、OP-10中的一种。
一种钻井用水包油抗钙乳化剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:向反应器中加入300~350份乙二醇、180~200份脂肪醇聚氧乙烯 醚、90~100份航空煤油、85~95份烷基酚聚氧乙烯醚,一边搅拌一边升温至 50℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入30~36份十八烷基甲苯磺酸钠、25~ 30份2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、10~20份2-甲基丙醇、2.4~4.8份2-乙 基乙醇、2~4份癸二酸二辛酯,保温50℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入150~250份去离子水,保温50℃, 搅拌30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
所述的步骤二中加入的十八烷基甲苯磺酸钠和2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基 叔胺的质量比为1.2:1。
所述的步骤二中加入的2-甲基丙醇、2-乙基乙醇和癸二酸二辛酯的质量比为 5:1.2:1。
其中,主要耐温材料十八烷基甲苯磺酸钠和2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔 胺的质量比为1.2:1,主要作用是防止在50~60℃条件下十八烷基甲苯磺酸钠和2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺发生聚合反应;
用作抑制剂的2-甲基丙醇、2-乙基乙醇和癸二酸二辛酯的质量比为5:1.2:1, 所述的2-甲基丙醇、2-乙基乙醇和癸二酸二辛酯依据相似相容原理可以加强原料 溶解,使得乳化剂的乳化效果更好,同时可以降低产品的粘度,从而降低泵送 阻力,减少对设备的磨损。
以下结合具体的实施数据进行具体说明:
实施例2:
原料重量份组成如下:
去离子水:160份;
乙二醇:350份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:200份;
航空煤油:100份;
烷基酚聚氧乙烯醚:95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:30份;
2-甲基丙醇:20份;
2-乙基乙醇:4.8份;
癸二酸二辛酯:4份。
具体制备过程是:
步骤一:向反应器中加入乙二醇350份、脂肪醇聚氧乙烯醚200份、航空 煤油100份、烷基酚聚氧乙烯醚95份,一边搅拌一边升温至50℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入十八烷基甲苯磺酸钠36份、2-甲基 丙烯酰氧乙基二甲基叔胺30份、2-甲基丙醇20份、2-乙基乙醇4.8份、癸二酸 二辛酯4份,保温50℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入去离子水160份,保温50℃,搅拌 30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
本实施例采用以上技术方案,具有以下效果:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达85℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率分别为3%、3%、0%、 4%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 达到62500mg/L。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0%浓度时,采用6%钠 膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状 液静置析油的时间为64h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
实施例3:
原料重量份组成如下:
去离子水:235份;
乙二醇:325份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:190份;
航空煤油:90份;
烷基酚聚氧乙烯醚:90份;
十八烷基甲苯磺酸钠:30份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:25份;
2-甲基丙醇:10份;
2-乙基乙醇:2.4份;
癸二酸二辛酯:2份。
具体制备过程是:
步骤一:向反应器中加入乙二醇325份、脂肪醇聚氧乙烯醚190份、航空 煤油90份、烷基酚聚氧乙烯醚90份,一边搅拌一边升温至55℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入十八烷基甲苯磺酸钠30份、2-甲基 丙烯酰氧乙基二甲基叔胺25份、2-甲基丙醇10份、2-乙基乙醇2.4份、癸二酸 二辛酯2份,保温55℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入去离子水235份,保温55℃,搅拌 30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
本实施例采用以上技术方案,具有以下效果:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达92℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率分别为2%、2%、0%、 4%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 达到59800mg/L。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0%浓度时,采用6%钠 膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状 液静置析油的时间为56h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
实施例4:
原料重量份组成如下:
去离子水:250份;
乙二醇:300份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:190份;
航空煤油:95份;
烷基酚聚氧乙烯醚:85份;
十八烷基甲苯磺酸:36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:30份;
2-甲基丙醇:10份;
2-乙基乙醇:2.4份;
癸二酸二辛酯:2份。
具体制备过程是:
步骤一:向反应器中加入乙二醇300份、脂肪醇聚氧乙烯醚190份、航空 煤油95份、烷基酚聚氧乙烯醚85份,一边搅拌一边升温至60℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入十八烷基甲苯磺酸钠36份、2-甲基 丙烯酰氧乙基二甲基叔胺30份、2-甲基丙醇10份、2-乙基乙醇2.4份、癸二酸 二辛酯2份,保温60℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入去离子水250份,保温60℃,搅拌 30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
本实施例采用以上技术方案,具有以下效果:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达95℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率分别为0%、0%、0%、 0%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 达到58000mg/L。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0%浓度时,采用6%钠 膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状 液静置析油的时间为48h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
实施例5:
原料重量份组成如下:
去离子水:200份;
乙二醇:340份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:190份;
航空煤油:100份;
烷基酚聚氧乙烯醚:95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:30份;
2-甲基丙醇:20份;
2-乙基乙醇:4.8份;
癸二酸二辛酯:4份。
具体制备过程是:
步骤一:向反应器中加入乙二醇340份、脂肪醇聚氧乙烯醚190份、航空 煤油100份、烷基酚聚氧乙烯醚95份,一边搅拌一边升温至50℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入十八烷基甲苯磺酸钠36份、2-甲基 丙烯酰氧乙基二甲基叔胺30份、2-甲基丙醇20份、2-乙基乙醇4.8份、癸二酸 二辛酯4份,保温50℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入去离子水200份,保温50℃,搅拌 30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
本实施例采用以上技术方案,具有以下效果:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达88℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率分别为3%、4%、0%、 4%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 达到61000mg/L。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0%浓度时,采用6%钠 膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状 液静置析油的时间为60h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
实施例6:
原料重量份组成如下:
去离子水:180份;
乙二醇:350份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:180份;
航空煤油:90份;
烷基酚聚氧乙烯醚:95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:30份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:25份;
2-甲基丙醇:20份;
2-乙基乙醇:4.8份;
癸二酸二辛酯:4份。
具体制备过程是:
步骤一:向反应器中加入乙二醇350份、脂肪醇聚氧乙烯醚180份、航空 煤油90份、烷基酚聚氧乙烯醚180份,一边搅拌一边升温至60℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入十八烷基甲苯磺酸钠30份、2-甲基 丙烯酰氧乙基二甲基叔胺25份、2-甲基丙醇20份、2-乙基乙醇4.8份、癸二酸 二辛酯4份,保温60℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入去离子水180份,保温60℃,搅拌 30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
本实施例采用以上技术方案,具有以下效果:
(1)闪点高:本钻井用水包油抗钙乳化剂的闪点可达85℃。
(2)配伍性能好:本钻井用水包油抗钙乳化剂可与常规水基钻井液体系配 伍使用,钻井液的密度、失水、pH值和流变参数的变化率分别为3%、3%、0%、 4%。
(3)抗钙能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在浓度为0.5%时,抗钙能力 达到59000mg/L。
(4)乳化能力强:本钻井用水包油抗钙乳化剂在2.0%浓度时,采用6%钠 膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状 液静置析油的时间为62h。
(5)使用浓度低:本钻井用水包油抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可 保证使用效果。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限 制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
上面对本发明的实施方式作了详细的说明,但本发明并不限于上述实施方 式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨 的前提下作出各种变化,其都在该技术的保护范围内。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、 后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况 等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术 人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为 这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种钻井用水包油抗钙乳化剂,其特征是:所述的钻井用水包油抗钙乳化剂由以下重量份的组分组成:
去离子水:150~250份;
乙二醇:300~350份;
脂肪醇聚氧乙烯醚:180~200份;
航空煤油:90~100份;
烷基酚聚氧乙烯醚:85~95份;
十八烷基甲苯磺酸钠:30~36份;
2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺:25~30份;
2-甲基丙醇:10~20份;
2-乙基乙醇:2.4~4.8份;
癸二酸二辛酯:2~4份;
所述的肪醇聚氧乙烯醚为AEO-3、AEO-9中的一种;所述的烷基酚聚氧乙烯醚为OP-5、OP-10中的一种;
所述的十八烷基甲苯磺酸钠和2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺的质量比为1.2:1;所述的2-甲基丙醇、2-乙基乙醇和癸二酸二辛酯的质量比为5:1.2:1;
该乳化剂的闪点达80~95℃;在2.0~2.5%浓度时,采用6%钠膨润土基浆:柴油=2:3,在1000r/min转速下搅拌40min的情况下,形成的乳状液静置析油的时间为48~60h;该抗钙乳化剂的使用浓度在0.5~1.5%即可保证使用效果。
2.根据权利要求1所述的一种钻井用水包油抗钙乳化剂的制备方法,其特征是:包括以下步骤:
步骤一:向反应器中加入300~350份乙二醇、180~200份脂肪醇聚氧乙烯醚、90~100份航空煤油、85~95份烷基酚聚氧乙烯醚,一边搅拌一边升温至50℃,搅拌30min;
步骤二:继续向步骤一的反应器中加入30~36份十八烷基甲苯磺酸钠、25~30份2-甲基丙烯酰氧乙基二甲基叔胺、10~20份2-甲基丙醇、2.4~4.8份2-乙基乙醇、2~4份癸二酸二辛酯,保温50℃,搅拌50min;
步骤三:继续向步骤二的反应器中加入150~250份去离子水,保温50℃,搅拌30min结束后得到透明粘稠液体,即为钻井用水包油抗钙乳化剂。
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