CN115637138A - 一种多吸附点油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂，包括：式I结构化合物。本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括以下步骤：1)将一元有机酸和有机多胺进行反应，得到中间产物；2)将所述中间产物和酸性化合物进行反应，得到多吸附点乳化剂。本发明通过选用具有润湿和乳化性能的一元有机酸与有机多胺进行不完全反应，使胺基剩余，再通过具有多活性位点的酸性化合物进行胺基酰胺化、扩链，成倍的增加支链数目和吸附点数目。本发明还提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂的制备方法和应用。

Description

一种多吸附点油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于钻井液技术领域，尤其涉及一种多吸附点油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国石油勘探的不断深入，钻井施工面临的技术难题也日益凸显，如高温深井、大位移定向井、水平井、强水敏性地层等复杂地层。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，钻遇这些复杂井位和地层时，具有水基钻井液无可替代的优势。

乳化剂性能的好坏决定了油基钻井液性能的稳定性。近年来国内对乳化剂进行了较多的研究，也取得了一定的成果，大多集中在通过将有机酸和有机胺酰胺化或将几种乳化剂优化复配，对乳化剂结构和基团对乳化剂的性能影响研究较少。研制的乳化剂多为单链或低聚型，吸附基团较少且品种单一，应用在高温条件下(200℃以上)，乳化性能差甚至破乳，乳液稳定性遭到破坏，直接影响了钻井液的整体性能，不能满足复杂井的钻井需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有多吸附点油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用，本发明通过提高乳化剂分子中的吸附基团数量和支化结构来改善现有乳化剂在高温高密度钻井液中出现的乳化稳定性低、抗温差、沉降稳定性差、高粘低切的问题。

本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂，包括：式I结构化合物；

式I中，X为2～5，Y为2～5，Z为2～5；

R₁～R₆独立的选自碳原子数为10～20的直链或支链烷基；

R₇选自-H、-CH₃、-COOH和卤素原子的一种。

优选的，所述X为3，Y为3，Z为3。

优选的，所述R₁～R₆独立的选自碳原子数为14～16的直链或支链烷基。

优选的，所述R₇为-H。

本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将一元有机酸和有机多胺进行反应，得到中间产物；

2)将所述中间产物和酸性化合物进行反应，得到多吸附点乳化剂；

所述酸性化合物选自多元酸、多元酸酐和低聚酸中的一种或几种。

优选的，所述一元有机酸选自油酸、妥尔油脂肪酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸、十二烷基苯磺酸、棕榈酸、松香酸和山嵛酸中的一种或几种；

所述有机多胺选自多烯多胺；

所述酸性化合物选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、均苯四甲酸、苯二甲酸酐、氯化偏苯酸酐和环戊四酸二酐的一种或几种。

优选的，所述一元有机酸和有机多胺的质量比为(4～8)：1；

所述步骤1)中反应的温度为130～180℃；

所述中间产物和酸性化合物的摩尔比为(1～2)：1；

所述步骤2)中反应的温度为150～180℃。

优选的，所述步骤2)完成后还包括：

将步骤2)得到的反应产物和酸性化合物进行反应，得到第一反应产物；

将所述第一反应产物和有机多胺进行反应，得到第二反应产物；

将所述第二反应产物和一元有机酸进行反应，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

优选的，所述步骤2)完成后还包括：

将步骤2)得到的反应产物和白油混合，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

本发明提供了一种油基钻井液，包括：上述技术方案所述的多吸附点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多吸附点油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，通过选用具有润湿和乳化性能的一元有机酸与有机多胺进行不完全反应，使胺基剩余，再通过具有多活性位点的三元酸/酸酐、四元酸/酸酐将剩余胺基酰胺化、扩链，成倍的增加支链数目和吸附点数目。

与现有技术相比，本发明提供的乳化剂结构中的吸附点数目为10～56，远远大于现有乳化剂的支链数和吸附基团数目(1～5个)。大量的支化短链和吸附基团作用在油水界面，提高了界面膜的厚度和强度，增强空间位阻效应，防止液滴聚结，且乳化剂分子在油水界面处具有稳定的氢键作用力，即便在高温下，也不易脱吸附，显著提升了乳化剂的抗温性能和乳化性能。同时，该乳化剂因其具有支链结构流体力学半径小、不易剪切，加入钻井液中，可使钻井液老化后具有动塑比高、破乳电压高的突出特性，悬浮和携岩能力强，表现出典型的低粘高切优点。另一方面，本发明提供的多吸附点乳化剂在油基钻井液中具有加量低、作用周期长的优势，可有效降低维护加量，节约成本；适用密度1.0g/cm³～2.6g/cm³，抗温可达230℃以上。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的乳化剂的红外光谱图。

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。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。

本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂，包括：式I结构化合物：

式I中，X为2～5，优选为2、3、4或5；

Y为2～5，优选为2、3、4或5；

Z为2～5，优选为2、3、4或5；

R₁～R₆独立的选自碳原子数为10～20的直链或支链烷基，优选为碳原子数位12～18的直链或支链烷基，更优选为碳原子数为14～16的直链或支链烷基；

R₇选自-H、-CH₃、-COOH和卤素原子的一种，优选为-H。

本发明提供了一种多吸附点油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将一元有机酸和有机多胺进行反应，得到中间产物；

2)将所述中间产物和酸性化合物进行反应，得到多吸附点乳化剂。

在本发明中，所述一元有机酸优选选自油酸、妥尔油脂肪酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸、十二烷基苯磺酸、棕榈酸、松香酸和山嵛酸中的一种或几种。

在本发明中，所述有机多胺优选选自多烯多胺，更优选选自二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一种或几种。

在本发明中，所述一元有机酸和有机多胺的质量比优选为(4～8)：1，更优选为(5～7)：1，最优选为6：1。

在本发明中，所述步骤1)中反应的温度优选为130～180℃，更优选为140～170℃，更优选为150～160℃，最优选为155℃；反应时间优选为2～4小时，更优选为2.5～3.5小时，最优选为3小时；所述反应优选在氮气的条件下进行；所述反应过程中的通氮时间优选为1～3小时，更优选为1.5～2.5小时，最优选为2小时。

在本发明中，所述酸性化合物优选选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、均苯四甲酸、苯二甲酸酐、氯化偏苯酸酐和环戊四酸二酐的一种或几种。

在本发明中，所述中间产物和酸性化合物的摩尔比优选为(1～2)：1，更优选为(1.2～1.8)：1，最优选为(1.4～1.6)：1。

在本发明中，所述步骤2)中反应的温度优选为150～180℃，更优选为160～170℃，最优选为165℃；反应时间优选为3～5小时，更优选为3.5～4.5小时，最优选为4小时；所述反应优选在氮气的条件下进行；所述反应过程中的通氮时间优选为1～3小时，更优选为1.5～2.5小时，最优选为2小时。

在本发明中，所述步骤2)完成后优选还包括：

将步骤2)得到的反应产物和白油混合，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，所述白油优选为3#白油。

在本发明中，所述白油与反应产物的体积比优选为1：(2.5～5)，更优选为1：(3～4)，最优选为1:3。

在本发明中，所述混合后优选还包括：

将混合后的混合物搅拌冷却，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，所述步骤2)完成后即得到初步的多吸附点乳化剂，分子中吸附点数可达20个；根据产物性能需要，本发明还可通过改变反应的比例进行扩链，可继续进行第三次酰胺化、第四次酰胺化和第五次酰胺化反应，以此增加支化短链和吸附点的数目。

在本发明中，所述步骤2)反应完成后优选还包括：

将步骤2)得到的反应产物与酸性化合物进行反应(第三次酰胺化反应)，得到第一反应产物；

将所述第一反应产物和有机多胺进行反应(第四次酰胺化反应)，得到第二反应产物；

将所述第二反应产物和一元有机酸进行反应(第五次酰胺化反应)，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，所述酸性化合物、有机多胺和一元有机酸与上述技术方案所述酸性化合物、有机多胺和一元有机酸一致。

在本发明中，所述反应产物和酸性化合物的质量比优选为22:(1～4)，更优选为22：(2～3)，最优选为22：2.5；所述第一反应产物和有机多胺的质量比优选为(23～26)：(4～8)，更优选为(24～25)：(5～7)，最优选为24.5：6；所述第二反应产物和一元有机酸的质量比优选为(27～34)：(6～45)，更优选为(28～32)：(10～40)，更优选为(29～31)：(20～30)，最优选为30：25。

在本发明中，所述第三次酰胺化反应、第四次酰胺化反应以及第五次酰胺化反应的工艺条件与上述技术方案中酸性化合物、有机多胺和一元有机酸参与的反应工艺条件一致。

在本发明中，所述第五次酰胺化反应完成后优选还包括：

将得到的反应产物和白油混合，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

在本发明中，所述白油以及白油的用量与上述技术方案所述一致。

在本发明中，所述混合后优选还包括：

将混合后的混合物搅拌冷却，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂；此时乳化剂分子结构中含有的吸附点数多达56。

本发明提供了一种油基钻井液，包括：上述技术方案所述的多吸附点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多吸附点油基钻井液用乳化剂。在本发明中，所述油基钻井液可以为低密度柴油基钻井液、低密度白油基钻井液、超高密度柴油基钻井液和超高密度白油基钻井液。

在本发明中，所述低密度柴油基钻井液优选包括：柴油、多吸附点油基钻井液用乳化剂、有机膨润土、氧化钙、氯化钙水溶液、降滤失剂和重晶石粉；所述柴油优选为0#柴油；所述氯化钙水溶液的质量浓度优选为15～25％，更优选为18～22％，最优选为20％；所述降滤失剂优选为氧化沥青。

在本发明中，所述柴油、多吸附点油基钻井液用乳化剂、有机膨润土、氧化钙、氯化钙水溶液、降滤失剂和重晶石粉的用量比例优选为(230～250)mL：(7～11)g：(7～11)g：(7～11)g：(55～65)mL：(10～14)g：(380～420)g，更优选为(235～245)mL：(8～10)g：(8～10)g：(8～10)g：(58～62)mL：(11～13)g：(390～410)g，最优选为240mL：9g：9g：9g：60mL：12g：400g。

在本发明中，所述低密度白油基钻井液的成分以及各成分的用量比例与低密度柴油基钻井液一致，与低密度柴油基钻井液的区别在于，将柴油替换为白油；所述白油优选为3#白油。

在本发明中，所述低密度柴油基钻井液和低密度白油基钻井液的密度优选为1.6～1.7g/cm³，更优选为1.65g/cm³。

在本发明中，所述超高密度柴油基钻井液优选包括：柴油、多吸附点油基钻井液用乳化剂、辅助乳化剂、有机膨润土、氧化钙、氯化钙水溶液、降滤失剂和重晶石粉；所述柴油优选为0#柴油；所述辅助乳化剂优选为酯类乳化剂，所述辅助乳化剂优选具有式II结构：

式II中，M₁、M₂和M₃独立的选自碳原子数为12～18的长烷基链脂肪胺；

M选自C-OH、CH和CH₃-(CH₂)n-C的一种，n为1～5。

在本发明中，所述辅助乳化剂的制备方法优选包括：

将有机胺和有机酸进行反应，得到辅助乳化剂。

在本发明中，所述有机胺和有机酸的摩尔比优选为(1～4):1，更优选为(2～4):1，最优选为3:1；所述反应的温度优选为150～180℃，更优选为160～170℃，最优选为165℃；所述反应的时间优选为6～12小时，更优选为8～10小时，最优选为9小时。

在本发明中，所述反应完成后优选还包括：

将得到的反应产物冷却至室温，得到棕黄色固体，粉碎后即为辅助乳化剂。

在本发明中，所述氯化钙水溶液优选包括：无水氯化钙和蒸馏水；所述无水氯化钙和蒸馏水的用量比例优选为20g：100mL；所述降滤失剂优选为氧化沥青。

在本发明中，所述柴油、多吸附点油基钻井液用乳化剂、辅助乳化剂、有机膨润土、氧化钙、氯化钙水溶液、降滤失剂和重晶石粉的用量比例优选为(170～190)mL：(8～12)g：(6～10)g：(2～6)g：(4～8)g：(15～25)mL：(6～10)g：(820～860)g，更优选为(175～185)mL：(9～11)g：(7～9)g：(3～5)g：(5～7)g：(18～22)mL：(7～9)g：(830～850)g，最优选为180mL：10g：8g：4g：6g：20mL：8g：840g。

在本发明中，所述超高密度白油基钻井液的成分以及各成分的用量比例与超高密度柴油基钻井液一致，与超高密度柴油基钻井液的区别在于，将柴油替换为白油；所述白油优选为3#白油。

在本发明中，所述超高密度柴油基钻井液和超高密度白油基钻井液的密度优选为2.5g/cm³。

在本发明中，所述油基钻井液的制备方法优选包括：

将除氯化钙水溶液外的油基钻井液中的其它成分在高速搅拌下加入油相(柴油或白油)中，氯化钙水溶液缓缓加入，高速搅拌，全部成分加完后再次进行高速搅拌，期间至少停下两次，刮下粘附在容器壁上的粘附物。

在本发明中，所述高速搅拌的速度优选为10000～12000r/min，更优选为10500～11500r/min，最优选为11000r/min；所述高速搅拌下的时间优选为5～10min，更优选为6～9min，最优选为7～8min；所述高速搅拌的时间优选为15～25min，更优选为18～22min，最优选为20min；所述再次进行高速搅拌的时间优选为25～60min，更优选为30～60min。

与现有技术相比，本发明提供的乳化剂结构中的吸附点数目为10～56，远远大于现有乳化剂的支链数和吸附基团数目(1～5个)。大量的支化短链和吸附基团作用在油水界面，提高了界面膜的厚度和强度，增强空间位阻效应，防止液滴聚结，且乳化剂分子在油水界面处具有稳定的氢键作用力，即便在高温下，也不易脱吸附，显著提升了乳化剂的抗温性能和乳化性能。同时，该乳化剂因其具有支链结构流体力学半径小、不易剪切，加入钻井液中，可使钻井液老化后具有动塑比高、破乳电压高的突出特性，悬浮和携岩能力强，表现出典型的低粘高切优点。另一方面，本发明提供的多吸附点乳化剂在油基钻井液中具有加量低、作用周期长的优势，可有效降低维护加量，节约成本；适用密度1.0g/cm³～2.6g/cm³，抗温可达230℃以上。

本发明以下实施例中所用原料均为市售商品，其中，

有机膨润土购自浙江丰虹新材料股份有限公司；

辅乳化剂是由有机胺和有机酸通过高温脱水缩合反应制备得到，在钻井液中具有较好的乳化、提切作用，保证油包水乳液的稳定性，具有式II结构：

式II中，M₁、M₂和M₃为有机胺部分的结构，选自碳原子数为12～18的长烷基链构成的脂肪胺；

M为有机酸的结构，为C-OH、CH或CH₃-(CH₂)n-C中的一种，n＝1～5；

由中原钻井工程技术研究院提供；

氧化钙购自河南省汤阴县文星建材化工厂；

氯化钙购自国药集团化学试剂有限公司；

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。

1.破乳电压的测试方法：

(1)乳状液破乳电压(V，50℃)

氯化钙溶液的配制：称取20g无水氯化钙溶解于80mL蒸馏水中，备用。

乳状液的配制：量取300mL 0号柴油，按顺序依次加入12.0g试样、9.0g油基钻井液用有机膨润土、配制的质量浓度20％氯化钙水溶液33mL、9.0g氧化钙，每加一种试剂(20％氯化钙溶液除外)后，在11000r/min下高速搅拌20min(氯化钙溶液缓缓加入)，加后高速搅拌1h，期间至少停下两次，刮下粘附在杯壁的粘附物。

取下高搅杯，用密闭电炉加热至50℃，用电稳定性测试仪测定乳状液的破乳电压。

(2)加重油基钻井液破乳电压(ρ＝2.5g/cm3，V、50℃)

氯化钙水溶液的配制：称取10g无水氯化钙溶解于28mL蒸馏水中，备用。

量取160mL 0#柴油，按顺序依次加入4.0g油基钻井液用有机膨润土、6.0g氧化钙、10.0g试样、配制的氯化钙水溶液、8.0g氧化沥青降滤失剂、840.0g重晶石粉。每加一种试剂在11000r/min下高速搅拌5～10min，氯化钙水溶液缓缓加入高搅20min，全部加完后高速搅拌1h，期间至少停下两次，刮下粘附在杯壁的粘附物。然后转移至老化罐中，在170℃下滚动老化16h，冷却至室温，高搅20min。

取下高搅杯，用密闭电炉加热至50℃，用电稳定性测试仪测定该乳状液的破乳电压。

2.乳化率的测试方法：

量取240mL 0#柴油和6.0g样品加入高搅杯中，在10000r下搅拌20min，然后加入60mL蒸馏水，高搅30min，最后加入6.0g有机膨润土，高搅20min。将配制好的乳状液装入高温不锈钢罐中，放入高温滚子加热炉中，于150℃下滚动16h，取出冷却后，高搅20min，倒入500mL量筒中，静置24h，观察上层分出清油的体积V(mL)。按公式(1)计算：

M(％)＝(300-V)/300*100……………………………………(1)

式中：

M------乳化率(％)；

V------24h分离出油层体积(mL)。

实施例1

在装有温度计、通氮管、搅拌器的500mL四口瓶中，加入油酸284g和四乙烯五胺38g，升温至150℃，通氮反应3h后，然后加入偏苯三酸酐13g，保持160℃通氮2h，继续反应3h，冷却至80℃加入80mL 3#白油，搅拌30min取出产物，常温下为深棕色液体，即得到吸附点数为15的油基钻井液用乳化剂。

采用Thermo Nicolet NEXUS型红外光谱仪对乳化剂进行红外谱图分析，检测结果如图1所示，3301.7cm^-1为酰亚胺的伸缩振动吸收峰，2925.46cm^-1和2854.50cm^-1为乳化剂中疏水长链中-CH₂-的振动吸收峰，1723.16cm^-1为-C＝O的伸缩振动吸收峰，1605.95cm^-1为-NH-的特征吸收峰，1464.30cm^-1为C-N伸缩吸收峰，可以判定原料发生预期反应。本发明实施例1制备的乳化剂反应简式如下：

对实施例1制备的乳化剂进行破乳电压和乳化率检测，检测结果为，乳状液破乳电压为690V，加重钻井液的破乳电压为1520V，乳化率96％。

实施例2

在装有温度计、通氮管、搅拌器的500mL四口瓶中，加入油酸262g和三乙烯四胺45g，升温至150℃，通氮反应4h后，然后加入均苯四甲酸二酐16.8g，保持160℃通氮反应4h，冷却至80℃加入100mL3#白油，搅拌30min取出产物，常温下为深棕色液体，即得到吸附点数为16的油基钻井液用乳化剂。

对实施例2制备的乳化剂进行破乳电压和乳化率检测，检测结果为，乳状液破乳电压为720V，加重钻井液的破乳电压为1600V，乳化率98％。

实施例3

在装有温度计、通氮管、搅拌器的1000mL四口瓶中，加入油酸120g和三乙烯四胺31g，升温至150℃，通氮反应3h。然后向四口瓶中加入均苯四甲酸二酐11.5g，160℃通氮反应3h。再向四口瓶中加入偏苯三酸酐41g与剩余胺基通氮反应2h，然后再加入三乙烯四胺62g进行第四次酰胺化扩链，通氮反应3h，最后加入油酸360g进行第五次酰胺化反应3h，封端，降温至100℃左右，加入3#白油250ml，搅拌30min取出产物，常温下为深棕色粘稠液体，即得到吸附点数为56的油基钻井液用乳化剂。

对实施例4制备的乳化剂进行破乳电压和乳化率检测，检测结果为，乳状液破乳电压为660V，加重钻井液的破乳电压为1500V，乳化率95％。

实施例4

乳化剂在低密度柴油基钻井液和低密度白油基钻井液中的性能：

量取240mL 0#柴油，按顺序依次加入9g实施例1制备的油基钻井液用乳化剂、9.0g油基钻井液用有机土、9.0g氧化钙、60ml氯化钙水溶液(质量浓度20％)、12.0g氧化沥青降滤失剂、400.0g重晶石粉。每加一种试剂在11000r/min下高速搅拌5～10min，氯化钙水溶液缓缓加入，高搅20min，全部加完后高速搅拌30min，期间至少停下两次，刮下粘附在杯壁的粘附物。然后转移至老化罐中，在160℃下滚动老化16h，钻井液密度ρ＝1.65g/cm³，性能如表1。

同上，按照上述配方和加量，量取240mL 3#白油，依次加入9g实施例1制备的油基钻井液用乳化剂、9.0g油基钻井液用有机膨润土、9.0g氧化钙、60ml氯化钙水溶液(质量浓度20％)、12.0g氧化沥青降滤失剂、400.0g重晶石粉。每加一种试剂在11000r/min下高速搅拌5～10min，氯化钙水溶液缓缓加入，高搅20min，全部加完后高速搅拌30min，再配制一组白油基钻井液，性能如表1。

表1实施例1中乳化剂配制的中密度油基钻井液性能(ρ＝1.65g/cm³)

注：油基钻井液油水比80:20，老化后50℃下测钻井液性能，150℃下测高温高压滤失。其中，AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，G_10S/10min为初切和终切，HTHP_FL为高温高压滤失，ES为破乳电压。

从表1中可以看出，实施例1制备的乳化剂可适用于柴油基钻井液和白油基钻井液，老化后均具有较好流变性和降滤失性能，高温高压滤失控制在4ml以内，且沉降稳定性和乳液稳定性较好，体系均匀无沉降，破乳电压达1000V以上。

实施例5

乳化剂在超高密度柴油基钻井液和超高密度白油基钻井液中的性能

量取180mL 0#柴油，按顺序依次加入10g实施例2制备的油基钻井液用乳化剂样品、8g辅乳化剂、4.0g油基钻井液用有机膨润土、6.0g氧化钙、20ml氯化钙水溶液(质量浓度20％)、8.0g氧化沥青降滤失剂、840.0g重晶石粉。每加一种试剂在11000r/min下高速搅拌10min，氯化钙水溶液缓缓加入，高搅20min，全部加完后高速搅拌1h，期间至少停下两次，刮下粘附在杯壁的粘附物。然后转移至老化罐中，在200℃下滚动老化16h，钻井液密度ρ＝2.54g/cm³，性能如表2。

同上，按照上述配方和加量，量取180mL 3#白油再配制一组白油基钻井液，性能如表2。

表2实施例2中乳化剂配制的超高密度油基钻井液性能(ρ＝2.5g/cm³)

注：油基钻井液油水比90:10，老化后65℃下测钻井液性能，180℃下测高温高压滤失。

从表2中可以看出，制备的超高密度油基钻井液经200℃/16h后，性能稳定，流变和滤失控制到位，没有分层和析液，沉降稳定性好。

由以上实施例和效果例可知，本发明实施例制备的乳化剂可有效应用于柴油基和白油基以及低密度至超高密度的油基钻井液，钻井液高温老化后流变性能好、高温高压滤失低、乳液稳定，本发明提供的乳化剂具有较好的抗温和乳化能力。

与现有技术相比，本发明提供的乳化剂结构中的吸附点数目为10～56，远远大于现有乳化剂的支链数和吸附基团数目(1～5个)。大量的支化短链和吸附基团作用在油水界面，提高了界面膜的厚度和强度，增强空间位阻效应，防止液滴聚结，且乳化剂分子在油水界面处具有稳定的氢键作用力，即便在高温下，也不易脱吸附，显著提升了乳化剂的抗温性能和乳化性能。同时，该乳化剂因其具有支链结构流体力学半径小、不易剪切，加入钻井液中，可使钻井液老化后具有动塑比高、破乳电压高的突出特性，悬浮和携岩能力强，表现出典型的低粘高切优点。另一方面，本发明提供的多吸附点乳化剂在油基钻井液中具有加量低、作用周期长的优势，可有效降低维护加量，节约成本；适用密度1.0g/cm³～2.6g/cm³，抗温可达230℃以上。

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 (10)

1.一种多吸附点油基钻井液用乳化剂，包括：式I结构化合物；

式I中，X为2～5，Y为2～5，Z为2～5；

R₁～R₆独立的选自碳原子数为10～20的直链或支链烷基；

R₇选自-H、-CH₃、-COOH和卤素原子的一种。

2.根据权利要求1所述的多吸附点油基钻井液用乳化剂，其特征在于，所述X为3，Y为3，Z为3。

3.根据权利要求1所述的多吸附点油基钻井液用乳化剂，其特征在于，所述R₁～R₆独立的选自碳原子数为14～16的直链或支链烷基。

4.根据权利要求1所述的多吸附点油基钻井液用乳化剂，其特征在于，所述R₇为-H。

5.一种多吸附点油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将一元有机酸和有机多胺进行反应，得到中间产物；

2)将所述中间产物和酸性化合物进行反应，得到多吸附点乳化剂；

所述酸性化合物选自多元酸、多元酸酐和低聚酸中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一元有机酸选自油酸、妥尔油脂肪酸、硬脂酸、癸酸、月桂酸、十二烷基苯磺酸、棕榈酸、松香酸和山嵛酸中的一种或几种；

所述有机多胺选自多烯多胺；

所述酸性化合物选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、均苯四甲酸、苯二甲酸酐、氯化偏苯酸酐和环戊四酸二酐的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一元有机酸和有机多胺的质量比为(4～8)：1；

所述步骤1)中反应的温度为130～180℃；

所述中间产物和酸性化合物的摩尔比为(1～2)：1；

所述步骤2)中反应的温度为150～180℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2)完成后还包括：

将步骤2)得到的反应产物和酸性化合物进行反应，得到第一反应产物；

将所述第一反应产物和有机多胺进行反应，得到第二反应产物；；

将所述第二反应产物和一元有机酸进行反应，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2)完成后还包括：

将步骤2)得到的反应产物和白油混合，得到多吸附点油基钻井液用乳化剂。

10.一种油基钻井液，包括：权利要求1所述的多吸附点油基钻井液用乳化剂或权利要求5所述的方法制备得到的多吸附点油基钻井液用乳化剂。

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