[發明專利]一種用作鉆井液防塌劑的天然瀝青改性產品及其制備方法

有效

• 申請號: 200610106677.9
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101108963A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 馬世昌;王鳳軍
• 申請（專利權）人: 新疆石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/508
• 分類號: C09K8/508;C08L95/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于石油鉆井液處理劑，具體地說涉及一種用作鉆井液防塌劑的天然瀝青改性產品及其制備方法。

背景技術

鉆井液是石油鉆井過程中使用的一種循環流體，被形象地稱為鉆井的血液。鉆井液防塌劑的作用是使鉆開地層后形成的井眼保持穩定，最常用的防塌劑是磺化瀝青。磺化瀝青采用煉廠瀝青為原料，用濃硫酸或三氧化二硫進行磺化、堿中和制成，生產工藝過程控制復雜，產品質量不穩定，并且產生環境污染。磺化反應使瀝青可以溶于水的同時，也使瀝青喪失了可軟化性質。磺化瀝青產品的水溶物含量高，可以很方便在各種井溫條件下使用，但對于深部地層微裂縫、解理發育的硬脆性泥頁巖的封堵防塌效果不理想。

SPE有文獻報道國外使用天然瀝青作鉆井液防塌劑，而在我國新疆克拉瑪依市烏爾禾區最早發現了國內獨一無二的天然瀝青資源，其軟化點為130℃～150℃，油溶率≥99.5％，灰分≤0.1％，無毒，是一種質地很純的優質瀝青品種。

發明內容

本發明涉及一種用作鉆井液防塌劑的天然瀝青改性產品，其組成為新疆克拉瑪依烏爾禾天然瀝青以及改性劑，各組分質量百分比含量為：

天然瀝青：??????????85％～90％

改性劑：????????????10％～15％

其中改性劑組成為①非離子表面活性劑，其作用是改善天然瀝青在水相中的潤濕能力；②有機陽離子聚合物(聚季銨鹽)，起協同增效作用；③非水溶性固體輔料，其作用是提高產品的抗粘結性，使產品在儲存過程中不結塊。各組分質量比為：

1～2份非離子表面活性劑

3～5份有機陽離子聚合物(聚季銨鹽)

5～7份非水溶性固體輔料

本發明制備方法采用均混法、捏合法或濕堆法，其特征在于具體步驟如下：

(1)將塊狀天然瀝青敲打成碎片狀；

(2)按組分含量計算稱量；

(3)非離子表面活性劑加適量水制成溶液，澆或灑到天然瀝青上混合均勻，然后濕堆24h，期間不定時混拌，最后攤曬，晾干；或將天然瀝青置于捏合機內，均勻滴加表面活性劑溶液，常溫捏合攪拌1.5h～2.0h，傾出物料，在100±5℃溫度條件下烘干；

(4)將有機陽離子聚合物(聚季銨鹽)和非水溶性固體輔料與步驟(3)所得混合均勻，粉碎，質檢合格后包裝得到產品。

本發明利用天然瀝青在鉆井井下溫度接近軟化點溫度時可軟化變形的性質來封堵地層微裂縫、解理面，達到防止井塌、保持井壁穩定的目的，通過改性提高天然瀝青的水潤濕能力和抗粘結性，實現了天然瀝青防塌劑的工業化生產和應用。本發明保證了產品中天然瀝青的高含量(達到85％～90％)，主要對天然瀝青進行物理改性，保持了天然瀝青的高油溶率和水不溶性質，并且生產工藝簡單可靠，產品質量穩定，不產生廢料和環境污染。

具體實施例

實施例1：

(1)稱取450kg天然瀝青置放于水泥地面，稱取5kg非離子表面活性劑用10kg自來水稀釋制成溶液；

(2)用鐵锨翻動天然瀝青，同時向其澆灑步驟(1)非離子表面活性劑溶液，加完溶液后混拌均勻，然后用塑料布蓋嚴物料；

(3)步驟(2)物料密閉堆放24h，中間混拌2次；

(4)將步驟(3)物料移至陽光下晾曬至干，然后加入20kg有機陽離子聚合物(聚季銨鹽)、30kg固體輔料混合均勻；

(5)將步驟(4)物料粉碎(粉碎機篩網直徑0.42mm)，得到樣本產品1。

實施例2：

(1)稱取425kg天然瀝青置放于水泥地面，稱取7.5kg非離子表面活性劑用10kg自來水稀釋制成溶液；

(2)用鐵锨翻動天然瀝青，同時向其澆灑步驟(1)非離子表面活性劑溶液，加完溶液后混拌均勻，然后用塑料布蓋嚴物料；

(3)步驟(2)物料密閉堆放24h，中間混拌2次；

(4)將步驟(3)物料移至陽光下晾曬至干，然后加入30kg有機陽離子聚合物(聚季銨鹽)、37.5kg固體輔料混合均勻；

(5)將步驟(4)物料粉碎(粉碎機篩網直徑0.42mm)，得到樣本產品2。

實施例3：

(1)稱取450kg天然瀝青置于捏合機內，稱取5kg非離子表面活性劑用10kg自來水稀釋制成溶液；

(2)開啟捏合機，同時向其均勻滴加步驟(1)非離子表面活性劑溶液(控制在30min加完)，加完溶液后捏合攪拌1.5h～2.0h，傾出物料；