CN117903763A - 一种提切剂的制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提切剂的制备方法，包括：将多元酸和多元胺进行反应，得到提切剂。本发明制备的油基钻井液用提切剂抗温及提切效果好，可显著改善高温条件下油基钻井液流变性和悬浮稳定性，且黏度低，不需要使用稀释剂，有效解决高温高密度油基钻井液重晶石沉降和携岩能力差等问题。
Description
技术领域
本发明属于油田钻井液用处理剂合成技术领域，尤其涉及一种提切剂的制备方法和应用，具体为一种油基钻井液用提切剂及其制备方法，具体涉及强水敏地层、页岩气水平井钻井过程中使用的油基提切剂。
背景技术
在页岩气水平井等复杂钻井过程中，由于水对黏土具有分散作用，使用常规水基钻井液体系极易发生黏土水化分散，造成井壁失稳，影响井下施工安全。而油基钻井液中连续相为柴油(或白油)，黏土在油基钻井液中不发生水化分散，更有利于井壁稳定；且与水基钻井液相比，油基钻井液润滑性好，更有利于储层保护，目前已广泛应用于各种复杂地层的钻井。但油基钻井液一般结构力较弱，初终切力较低，悬浮性差，不仅影响钻井液携岩效果，而且在高密度下，易发生重晶石沉降。为保证油基钻井液悬浮性能，必须在钻井液中加入提切剂增加钻井液初终切力，提高油基钻井液悬浮稳定性。
目前，常用提切剂一般为有机土改性物，在油基钻井液中用量大且提切效果有限。另外，还有提切剂是利用多元酸和多官能团胺基化合物反应得到的交联聚合物，自身黏度极高，室温下几乎没有流动性，现场无法直接使用，必须添加稀释剂(如二乙二醇单丁醚等)才能具有较好的流动性，便于现场使用；但加入的稀释剂用量一般可达到提切剂质量的1～1.5倍，由于稀释剂用量较大，影响油基钻井液的乳液稳定，降低破乳电压。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提切剂及其制备方法和应用，本发明提供的提切剂提切效果好，室温下黏度低，无需使用稀释剂改善流动性。
本发明提供了一种提切剂的制备方法，包括：
将多元酸和多元胺进行反应，得到提切剂。
优选的，所述多元酸选自二聚脂肪酸、三聚脂肪酸中的一种或几种。
优选的，所述多元胺选自N,N-二甲基乙二胺、N,N-二甲基丙二胺、N,N-二甲基丁二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N-二丁基乙二胺、N,N-二叔丁基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺中的一种或几种。
优选的，所述多元酸和多元胺的摩尔比为1：(0.5～5)。
优选的，所述反应在搅拌的条件下进行。
优选的，所述反应的温度为120～180℃。
优选的，所述反应的时间为1～5h。
优选的，所述提切剂的制备方法包括：
将1mol多元酸和0.5～5mol多元胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至120～180℃反应1～5h，降至室温，得到提切剂。
本发明提供了一种钻井液，包括：上述技术所述的方法制备得到的钻井液。
优选的，所述钻井液为油基钻井液。
本发明制备的提切剂为一种小分子油溶性化合物，具有提切效果好，室温下黏度低，无需使用稀释剂改善流动性，不影响油基钻井液乳化稳定性等特点，更有利于在现场使用。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
本发明提供了一种提切剂的制备方法，包括：
将多元酸和多元胺进行反应，得到提切剂。
在本发明中，所述多元酸优选选自二聚脂肪酸、三聚脂肪酸中的一种或几种。
在本发明中，所述多元胺优选选自N,N-二甲基乙二胺、N,N-二甲基丙二胺、N,N-二甲基丁二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N-二丁基乙二胺、N,N-二叔丁基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺中的一种或几种。
在本发明中，所述多元酸和多元胺的摩尔比优选为1：(0.5～5)，更优选为1：(1～4)，最优选为1：(2～3)。
在本发明中，所述反应优选在搅拌的条件下进行；所述反应的温度优选为120～180℃，更优选为130～170℃，更优选为140～160℃，最优选为150℃；所述反应的时间优选为1～5h，更优选为2～4h，最优选为3h。
在本发明中，所述提切剂的制备方法优选包括：
将1mol多元酸和0.5～5mol多元胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至120～180℃反应1～5h，降至室温得到油基钻井液用提切剂样品。
本发明提供了一种钻井液，包括：
上述技术方案所述的方法制备得到的提切剂。
在本发明中，所述钻井液优选为油基钻井液。
在本发明中，所述钻井液优选包括：
基浆和所述提切剂。
在本发明中，所述基浆优选包括：
柴油、氯化钙溶液、乳化剂、有机土、氧化沥青、氧化钙和重晶石。
在本发明中，所述氯化钙溶液的质量浓度优选为20～30％，更优选为25％。
在本发明中，所述柴油、氯化钙溶液、乳化剂、有机土、氧化沥青和氧化钙的用量比例优选为(300～350)mL：(70～90)mL：(15～25)g：(12～16)g：(8～12)g：(6～10)g，更优选为320mL：80mL：20g：14g：10g：8g；所述重晶石的用量优选使钻井液的密度为1.4～1.8g/cm3，更优选为1.6g/cm3。
在本发明中，所述提切剂的用量优选为柴油与提切剂的用量比例为(300～350)mL：(1～3)g，更优选为320mL：2g。
本发明制备的油基钻井液用提切剂抗温及提切效果好，可显著改善高温条件下油基钻井液流变性和悬浮稳定性，且黏度低，不需要使用稀释剂，有效解决高温高密度油基钻井液重晶石沉降和携岩能力差等问题。
本发明以下实施例中所用二聚酸和三聚酸均为福建省连城百新科技有限公司提供的。
实施例1
将1mol二聚酸和1.8molN,N-二甲基乙二胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至120℃反应2h，降至室温得到油基钻井液用提切剂样品。
实施例2
将1mol二聚酸和2mol N,N-二甲基丁二胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至150℃反应3h，降至室温得到油基钻井液用提切剂样品。
实施例3
将1mol三聚酸和5mol N,N-二丁基乙二胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至180℃反应1h，降至室温得到油基钻井液用提切剂样品。
实施例4～7
按照实施例1的方法制备得到提切剂，与实施例1的区别在于，所用反应物质及用量如下：
| 实施例 | 多元酸 | 多元胺 |
| 4 | 1mol三聚酸 | 0.5mol N,N-二甲基丙二胺 |
| 5 | 1mol二聚酸 | 3.7mol N,N-二乙基乙二胺 |
| 6 | 1mol二聚酸 | 2.8mol N,N-二叔丁基乙二胺 |
| 7 | 1mol三聚酸 | 4.5mol N,N-二乙基丙二胺 |
对比例1
将1mol二聚酸和0.6mol二乙烯三胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至150℃反应3h，然后将溶液温度降至80℃，加入原料总重量120％的二乙二醇单丁醚，继续搅拌反应15min，降至室温得到油基钻井液用提切剂样品。
性能检测
将实施例1～7和对比例1制备的油基钻井液用提切剂加入油基钻井液基浆中进行性能评价。
油基钻井液基浆配方：320mL柴油+80mLCaCl2溶液(浓度25％)+20g乳化剂(中原石油工程公司出品并市售乳化剂LEMUL)+14g有机土+10g氧化沥青+8g CaO，重晶石加重到1.6g/cm3；按上述配方配制9份样品备用。
取一份样品作为空白样，另外8份样品分别加入2g油基提切剂，在160℃滚动老化16h，进行性能测试；检测结果如下：
从表中可以看出，本发明制备的油基提切剂可明显提高钻井液初终切，有效改善油基钻井液悬浮稳定性，且与对比例1中制备的交联聚合物提切剂相比，破乳电压高，乳液稳定性更好。
取2g实施例2制备的提切剂加入油基钻井液基浆中，在160℃滚动老化72h，进行性能测试，检测结果如下：
从表中可以看出，实施例2制备的提切剂长期老化稳定性好，经72h老化后，钻井液切力变化较小，表现出较好的抗温性能，保证油基提切剂产品在长时间高温老化条件下仍能显著提高油基钻井液初终切，改善钻井液悬浮稳定性。
本发明制备的油基钻井液用提切剂抗温及提切效果好，可显著改善高温条件下油基钻井液流变性和悬浮稳定性，且黏度低，不需要使用稀释剂，有效解决高温高密度油基钻井液重晶石沉降和携岩能力差等问题。
虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但是这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，以使特定情形、材料、物质组成、物质、方法或过程适宜于本申请的目标、精神和范围。所有此类修改都意图在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本申请的限制。
Claims (10)
1.一种提切剂的制备方法，包括：
将多元酸和多元胺进行反应，得到提切剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元酸选自二聚脂肪酸、三聚脂肪酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元胺选自N,N-二甲基乙二胺、N,N-二甲基丙二胺、N,N-二甲基丁二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N-二丁基乙二胺、N,N-二叔丁基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多元酸和多元胺的摩尔比为1：(0.5～5)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应在搅拌的条件下进行。
6.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℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的时间为1～5h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提切剂的制备方法包括：
将1mol多元酸和0.5～5mol多元胺加入反应器中，在搅拌条件下升温至120～180℃反应1～5h，降至室温，得到提切剂。
9.一种钻井液，包括：权利要求1所述的方法制备得到的钻井液。
10.根据权利要求9所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液为油基钻井液。
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