CN116355598A - 一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 - Google Patents
一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116355598A CN116355598A CN202310330430.9A CN202310330430A CN116355598A CN 116355598 A CN116355598 A CN 116355598A CN 202310330430 A CN202310330430 A CN 202310330430A CN 116355598 A CN116355598 A CN 116355598A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling fluid
- viscoelastic
- based drilling
- free water
- water
- 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.)
- Granted
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000002888 zwitterionic surfactant Substances 0.000 claims abstract description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- -1 octadecyl dimethyl tertiary amine Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- NFPYJDZQOKCYIE-UHFFFAOYSA-N 4-amino-3-hydroxybenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1O NFPYJDZQOKCYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 20
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical group [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
- C09K8/06—Clay-free compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
- C07C227/14—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof
- C07C227/16—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof by reactions not involving the amino or carboxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
- C07C227/14—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof
- C07C227/18—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from compounds containing already amino and carboxyl groups or derivatives thereof by reactions involving amino or carboxyl groups, e.g. hydrolysis of esters or amides, by formation of halides, salts or esters
-
- 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
- C09K8/03—Specific additives for general use in well-drilling compositions
- C09K8/035—Organic additives
-
- 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
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/12—Swell inhibition, i.e. using additives to drilling or well treatment fluids for inhibiting clay or shale swelling or disintegrating
-
- 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
- C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
- C09K2208/30—Viscoelastic surfactants [VES]
Abstract
本发明公开了一种低用量黏弹性无固相水基钻井液，包括以下重量百分比的组分：两性离子表面活性剂1.0‑1.5％、无机盐2％、余量为水；两性离子表面活性剂的制备方法：(1)将4‑氨基‑3‑羟基苯甲酸与环氧氯丙烷溶于乙醇中，加入氢氧化钠溶液，在碱性条件下进行开环反应，加热至80℃，反应9h，得到中间产物；(2)将十八烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺与中间产物溶解于乙醇和水的混合液中，加热至80℃，回流反应22h，然后旋蒸除去乙醇，重结晶，最终制得黏弹性的两性离子表面活性剂。本发明以两性离子表面活性剂为主剂制得无固体相水基钻井液，解决了水利工程现场钻进过程中钻井液既要起到护壁作用，又不会影响含水层渗透性的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程钻探钻井液技术领域，尤其是一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用。
背景技术
水利水电事业的发展既是民生改善的紧迫要务，也是生态安全的源头保障。在水利工程勘探开发技术不断发展的今天，钻遇地层日趋复杂，深井、超深井等特殊工艺井增多。水利工程钻探不同于工民建、地质矿产、煤田等行业的钻探，它的钻孔除取芯外，还要进行水文地质试验。常见水文地质试验有水位观测、抽水试验、压水试验以及注水试验，主要是测试地层的渗透性。这就要求在钻探过程中钻井液的使用上需进行必要的选择，相应规范中都规定不能使用泥浆钻进，这往往与钻探中护胶固壁相矛盾。但在复杂的地质条件下，要保证孔壁不坍塌，就要求钻井液有良好的护壁性；而起护壁作用的泥皮或高分子吸附膜反过来却会堵塞孔壁和内部含水层的孔(空)隙，降低含水层的渗透性，从而会大大降低水井的出水量。因此，根据施工需要急需开发一种既可以起到护壁作用，又不会影响含水层渗透性的钻井液。
与此同时，在深井作业中，井斜角都会随着钻井深度的增加而不断增大，钻具和井壁之间发生的摩擦也会越来越多，摩擦阻力自然不断增加。而且钻井深度越深，井下钻井液的密度越大，从而导致钻头遇到的阻力也越来越大，非常容易产生大量热量，出现高温情况，或者直接造成钻具卡住，影响钻井施工进度，这就要求钻井液需要较好的润滑性能。
钻井液被称为钻探的“血液”，它除具有保护孔壁、润滑钻头和钻具、减弱钻具振动等作用外，还包括清洗孔底，悬浮和携带岩粉，冷却钻头，提高钻头的使用寿命等作用。这都需要钻井液具有较好的黏弹性来悬浮岩粉，且后期返排率高。常规钻井液体系中含有的固相颗粒不仅会封堵孔喉结构、降低储层渗透率，影响后续水文地质调查，而且当固相含量高时可导致形成厚的滤饼，容易引起压差卡钻；形成的滤饼渗透率高，滤失量大，造成储层损害和井眼不稳定；造成钻头及钻柱的严重磨损，尤其是造成机械钻速降低，影响钻进效率。近年来无固相钻井液体系的出现有效解决了这一难题，避免了固相颗粒的侵入对储层造成的损害。但是已有的无固相钻井液体系主要使用高分子聚合物为钻井液主剂，聚合物钻井液在钻杆中流动时产生的摩阻较大，同时聚合物分子量较大，在使用过程中容易堵塞空隙影响后续水文地质调查，在后续返排过程中必须使用高浓度的破胶剂移除滤饼，且滤饼清除不完全，返排效率低，不利于现场施工。
发明内容
为了解决现场钻进过程中钻井液既要起到护壁作用，又不能影响含水层渗透性的技术难题，本发明提供了一种低用量黏弹性无固相水基钻井液。通过低分子量的黏弹性两性离子表面活性剂来解决钻孔护壁和在渗透性试验为主的钻孔中严禁使用钻井液的矛盾。该钻井液可以用于测试地层的渗透性。
本发明提供的低用量黏弹性无固相水基钻井液，包括以下重量百分比的组分：
两性离子表面活性剂1.0％-1.5％、无机盐2％、余量为水。
所述无机盐优选为氯化钾或氯化钠。
所述两性离子表面活性剂的制备方法如下：
(1)将4-氨基-3-羟基苯甲酸与环氧氯丙烷溶于乙醇中，加入氢氧化钠溶液，在碱性条件下加热至80℃，反应9小时，以进行开环反应，得到中间产物；
(2)将十八烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺与中间产物溶解于乙醇和水的混合液中，加热至80℃，回流反应22小时，然后通过旋蒸除去乙醇，进行2-3次的重结晶，最终制得黏弹性的两性离子表面活性剂，呈黄色膏状，密度在0.96-0.99g/cm3范围内。
优选的是，所述步骤(1)中，4-氨基-3-羟基苯甲酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2.1-2.3。
优选的是，所述步骤(1)中，得到的中间产物进行2-3次的重结晶进行提纯。
优选的是，所述步骤(2)中，十八烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺与中间产物的摩尔比为2.1-2.3：1。
上述制备两性离子表面活性剂的反应原理过程如下：
式中，R为碳原子数为15或17的烷基。
本发明的低用量黏弹性无固相水基钻井液可以用作水利工程钻探过程中的钻井液，即用于以渗透性试验为主的钻孔过程中的钻井液。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
(1)本发明采用的两性离子表面活性剂具有多个阴、阳离子位点，分子链中含阳离子和阴离子基团，阳离子基团以静电吸附方式快速地吸附于黏土粒子表面，中和黏土表面部分负电荷，并形成致密包被，有效地抑制黏土水化分散。阴离子基团水化形成水化基团，大量水化基团又形成致密水化膜，使包被膜增厚，减弱了黏土颗粒的絮凝能力，增强了体系的稳定性。该两性离子表面活性剂具有较好的抗盐性，表面活性剂分子量小，不堵塞井筒空隙，易返排。
(2)该两性离子表面活性剂存在大位阻空间基团，在水中很容易形成独特的蠕虫状胶束而使其水溶液具有优异的黏弹性以及抗剪切性能，且具有较强的耐温性。表面活性剂的临界胶束浓度为35.61μmol·L-1，远低于传统两性离子表面活性剂。
(3)所述两性离子表面活性剂在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，其配伍性能良好。该表面活性剂在1.00％-1.50％的低浓度下与氯化钾、氯化钠复配时具有良好增黏性、较好的生物相容性，抗盐性达到4％。溶于热水，可做成浓缩液，方便现场使用。
(4)所述两性离子表面活性剂在90℃条件下，产品的水溶液具有优异的黏弹性以及抗剪切性能。在剪切速率为170s-1下，剪切2小时左右，表观黏度仍维持在35mPa·s左右，即在低用量下具有较好的性能。
(5)所述两性离子表面活性剂易生物降解，不含有机溶剂，绿色环保，使用安全无毒，刺激性小；且采用的化合物原料均为工业化生产精细化学品，原料易得，生产成本低。
(6)本发明通过对两性离子表面活性剂分子结构设计满足相关现场施工要求，同时在水电钻探过程中为钻井液提供新的选择。既解决了现场施工难题，又扩大了表面活性剂在水电钻探行业实用性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、本发明实施例1的表面活性剂的临界胶束浓度的测试图。
图2、钻井液的抗盐性测试图。
图3、钻井液的黏弹性能测试图。
图4、1.0％NP20与2wt％氯化钾复配配制的无固相水基钻井液在90℃下的流变测试图。
图5、1.0％NP20与2wt％氯化钠复配配制的无固相水基钻井液在90℃下的流变测试图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种黏弹性两性离子表面活性剂的制备方法：
(1)将0.15g的4-氨基-3-羟基苯甲酸与0.2g环氧氯丙烷加入烧瓶中并将其溶于乙醇中，加入0.04g氢氧化钠的水溶液，在碱性条件下进行开环反应，反应条件是加热至80℃，反应9小时，得到中间产物；
(2)将0.6g的十八烷基二甲基叔胺加入到中间产物烧瓶中并将其溶解于乙醇和水的混合液中，加热至80℃，回流反应22小时，然后通过旋蒸除去乙醇，进行2-3次的重结晶，最终制得黏弹性的两性离子表面活性剂，编号为NP20。
将实施例1制备的两性离子表面活性剂NP20进行临界胶束浓度的测试。通过测得该溶液表面张力的性质变化规律确定临界胶束浓度的数值。本次研究采用KrussDSA30S表面张力计用于测量不同浓度的NP20溶液在25℃下的表面张力，当表面张力数值变得稳定时开始读数。测试结果见图1。可以得出，表面活性剂NP20的临界胶束浓度为35.61μmol·L-1，远低于现有的其他常规两性离子表面活性剂。
实施例2
一种黏弹性两性离子表面活性剂的制备方法：
(1)将0.18g的4-氨基-3-羟基苯甲酸与0.23g环氧氯丙烷加入烧瓶中并将其溶于乙醇中，加入0.04g氢氧化钠的水溶液，在碱性条件下进行开环反应，反应条件是加热至80℃，反应9小时，得到中间产物；
(2)将0.6g的十六烷基二甲基叔胺加入到中间产物烧瓶中并将其溶解于乙醇和水的混合液中，加热至80℃，回流反应22小时，然后通过旋蒸除去乙醇，进行2-3次的重结晶，最终制得黏弹性的两性离子表面活性剂。
实施例3
采用实施例1制备的两性离子表面活性剂NP20配制成两种钻井液。第一种钻井液配方：1wt％NP20+2wt％氯化钠，其余是水。第二种钻井液配方：1wt％NP20+2wt％氯化钾，其余是水。测试两种钻井液的抗盐性，利用六速旋转黏度仪(中国上海，NDJ-95A)对所配制出的表面活性剂溶液进行表观黏度测试研究，评估不同无机盐对该表面活性剂黏度的影响，以其溶液的抗盐性，测试温度为25℃，剪切速率为170s-1。测试结果见图2。可知，本发明的表面活性剂NP20与氯化钾、氯化钠等复合盐复配表现较好的性能，抗盐性达到4％。
测试两种钻井液的黏弹性，利用型号为MCR301的流变仪(奥地利安东帕出厂)对不同类型和浓度的无机盐与NP20溶液进行测试。扫描频率设定在0.002Hz至1.6Hz之间，剪切频率(ω)与扫描频率的转换关系为1rad/s＝1/2πHz，取0.01256～10.048rad/s分析各溶液黏弹性特征。测试结果见图3。
测试两种钻井液的流变性能，研究采用德国HAAK公司的HAAK-ERS600流变仪。实验剪切速率设定为170s-1，并在30min内由室温升至实验设置温度。测试结果见图4和图5。
而且，通过剪切性实验得出，两种钻井液在剪切速率为170s-1下，剪切2小时左右，表观黏度仍维持在35mPa·s左右，即在两性离子表面活性剂NP20用量极低的条件下，具有较好的性能。综上可得，本发明的钻井液在90℃条件下具有优异的黏弹性以及抗剪切性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：
两性离子表面活性剂1.0％-1.5％、无机盐2％、余量为水；
所述两性离子表面活性剂的分子结构式如下：
式中，R为碳原子数为15或17的烷基。
2.如权利要求1所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，所述两性离子表面活性剂的制备方法如下：
(1)将4-氨基-3-羟基苯甲酸与环氧氯丙烷溶于乙醇中，加入氢氧化钠溶液，在碱性条件下进行开环反应，反应条件是加热至80℃，反应9小时，，得到中间产物；
(2)将十八烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺与中间产物溶解于乙醇和水的混合液中，加热至80℃，回流反应22小时，然后通过旋蒸除去乙醇，进行2-3次的重结晶，最终制得黏弹性的两性离子表面活性剂，呈黄色膏状。
3.如权利要求2所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，所述步骤(1)中，4-氨基-3-羟基苯甲酸与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2.1-2.3。
4.如权利要求2所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，所述步骤(2)中，十八烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺与中间产物的摩尔比为2.1-2.3：1。
5.如权利要求5所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，所述两性离子表面活性剂的密度在0.96-0.99g/cm3范围内。
6.如权利要求1所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，所述无机盐为氯化钾或氯化钠。
7.如权利要求1-6任意一项所述的低用量黏弹性无固相水基钻井液，其特征在于，用作水利工程钻探过程中的钻井液，用作以渗透性试验为主的钻孔过程中的钻井液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310330430.9A CN116355598B (zh) | 2023-03-30 | 一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310330430.9A CN116355598B (zh) | 2023-03-30 | 一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116355598A true CN116355598A (zh) | 2023-06-30 |
| CN116355598B CN116355598B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2644289A1 (de) * | 1976-09-30 | 1978-04-06 | Henkel Kgaa | Wasch- und reinigungsmittel |
| CN101365767A (zh) * | 2005-11-07 | 2009-02-11 | 斯蒂潘公司 | 多阳离子粘弹性组合物 |
| CN104437235A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-25 | 陕西科技大学 | 长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法 |
| CN105505346A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-20 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种低温地层钻井用水基钻井液 |
| CN105727828A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-07-06 | 江南大学 | 阳离子表面活性剂及其制备方法 |
| CN106279680A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-04 | 贯硕磉 | 季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法 |
| CN106732166A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种阳离子型粘弹性表面活性剂及其构筑方法 |
| CN107011189A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-04 | 江南大学 | 一种双子阳离子沥青乳化剂及其制备方法 |
| CN109868131A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-11 | 西南石油大学 | 双子粘弹性表面活性剂及其制备方法、应用以及转向酸 |
| CN110665431A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-10 | 西南石油大学 | 一种磺酸两性双子黏弹性表面活性剂的制备及其在压裂液中的应用 |
| CN111039819A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-21 | 西南石油大学 | 一种耐温耐盐型粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用 |
| CN114854390A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-05 | 西南石油大学 | 一种多羟基超大亲水头基型粘弹性表面活性剂及其合成方法 |
| CN115678517A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-02-03 | 四川大学 | 基于超长链表面活性剂的耐高温黏弹性流体及其制备方法和应用 |
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2644289A1 (de) * | 1976-09-30 | 1978-04-06 | Henkel Kgaa | Wasch- und reinigungsmittel |
| CN101365767A (zh) * | 2005-11-07 | 2009-02-11 | 斯蒂潘公司 | 多阳离子粘弹性组合物 |
| CN104437235A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-25 | 陕西科技大学 | 长链阳离子双子表面活性剂及其制备方法 |
| CN105505346A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-20 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种低温地层钻井用水基钻井液 |
| CN105727828A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-07-06 | 江南大学 | 阳离子表面活性剂及其制备方法 |
| CN106279680A (zh) * | 2016-08-12 | 2017-01-04 | 贯硕磉 | 季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法 |
| CN106732166A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 江南大学 | 一种阳离子型粘弹性表面活性剂及其构筑方法 |
| CN107011189A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-04 | 江南大学 | 一种双子阳离子沥青乳化剂及其制备方法 |
| CN109868131A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-11 | 西南石油大学 | 双子粘弹性表面活性剂及其制备方法、应用以及转向酸 |
| CN110665431A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-10 | 西南石油大学 | 一种磺酸两性双子黏弹性表面活性剂的制备及其在压裂液中的应用 |
| CN111039819A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-21 | 西南石油大学 | 一种耐温耐盐型粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用 |
| CN114854390A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-05 | 西南石油大学 | 一种多羟基超大亲水头基型粘弹性表面活性剂及其合成方法 |
| CN115678517A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-02-03 | 四川大学 | 基于超长链表面活性剂的耐高温黏弹性流体及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LIU JJ: "synthesis and properties of a cationic Gemini asphalt emulsifer", 《JOURNAL OF SURFACTANTS AND DETERGENTS》, vol. 21, no. 4, 31 July 2018 (2018-07-31), pages 455 - 460 * |
| 刘瑾: "季铵盐gemini表面活性剂的制备及其性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》, no. 11, 15 November 2014 (2014-11-15), pages 014 - 139 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2809742B1 (en) | Cellulose nanowhiskers in well services | |
| DK1212385T3 (en) | Quaternary ammonium salts as thickeners for aqueous systems | |
| DK1866516T3 (en) | PREPARATION AND REPLACEMENT FLUID BASED ON REVERSE EMULSION AND PROCEDURE TO USE THEREOF | |
| CN102250595B (zh) | 用于活性泥页岩钻井的钻井液 | |
| EP2113015B1 (en) | Breaker and displacement fluid and method of use | |
| AU2012260957C1 (en) | Thickened viscoelastic fluids and uses thereof | |
| RU2453576C2 (ru) | Высокотемпературное гелирующее средство для модификации вязкости низко- и высокоплотных рассолов | |
| Jiancheng et al. | A new type of whole oil-based drilling fluid | |
| WO2001081499A2 (en) | Viscoelastic surfactants and compositions containing same | |
| MXPA04010768A (es) | Composicion acida espesada y usos de la misma. | |
| CN104119853B (zh) | 一种空气泡沫压裂液的制备方法 | |
| WO2012068080A1 (en) | Oil field treatment fluids | |
| WO2017075348A1 (en) | Synthetic polymer based fluid loss pill | |
| CN105189694B (zh) | 油基钻液的添加剂 | |
| US6750180B1 (en) | Borehole fluid containing a lubricating composition—method for verifying the lubrification of a borehole fluid—application with respect to fluids with a high ph | |
| CN116355598B (zh) | 一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 | |
| CN116355598A (zh) | 一种低用量黏弹性无固相水基钻井液及应用 | |
| US11414589B2 (en) | Method of removing calcium carbonate-containing oil-based filter cake using a biodegradable acid solution | |
| Jie | Performance evaluation and field application of new water-based drilling fluid system in protecting shale gas reservoir | |
| CN109294530B (zh) | 一种钻井液用稀释稳定剂 | |
| US7358215B1 (en) | Quaternary ammonium salts as thickening agents for aqueous systems | |
| US11566161B2 (en) | Method of removing calcium-containing water-based filter cake using a biodegradable acid solution | |
| AU2014354985B2 (en) | Placing a fluid comprising kiln dust in a wellbore through a bottom hole assembly | |
| WO2023094434A1 (en) | Surfactant composition | |
| DK3224329T3 (en) | DELAYED FLUID BREATHER BASED ON VISCOELASTIC SURFACTANT |
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 | ||
| GR01 | Patent grant |