[發明專利]鉆井液用改性磺化瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 201110101059.6
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102276992A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 馬禮俊;趙善波;雷恒永;姚杰;王忠交
• 申請（專利權）人: 河南金馬石油科技有限責任公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C10C3/02;C09K8/035
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明屬于磺化瀝青技術領域，尤其涉及一種鉆井液用改性磺化瀝青及其制備方法。

背景技術

在石油鉆井過程中，為了保持井徑規則、防止坍塌，需要在泥漿中加入具有防塌功能的泥漿處理劑，以改善泥漿性能、達到穩定井壁的目的，尤其在復雜地層、深井和熱井的鉆探中，泥漿處理劑不僅要具有防塌性能還要有抗高溫性能。改性瀝青具有防止坍塌、降低鉆井液高溫高壓濾失量、提高泥漿高溫穩定性等作用，被廣泛用作泥漿處理劑。

現有技術公開了多種鉆井液用改性瀝青，如陽離子乳化瀝青和磺化瀝青等，其中，磺化瀝青具有抑制頁巖水化分散、增大泥餅潤滑性等作用而成為研究熱點之一。如申請號為200910033436.X的中國專利文獻公開了一種磺化瀝青的制備方法，主要包括以下步驟：將瀝青粉加入輕質油中邊攪拌邊升溫形成混合溶液；然后向所述混合溶液中加入硫酸，保溫；將保溫后的溶液用氫氧化鈉調節pH值，然后進行油層分離、烘干、粉碎后得到磺化瀝青。該方法以石油瀝青為原料制備磺化瀝青，由于石油瀝青中膠質成分含量較大，進行磺化時，磺化劑用量較大，得到的磺化瀝青中含有大量硫酸鈉等副產物，該磺化瀝青配制的鉆井液封堵防塌、降低高溫高壓濾失效果較差，加量大時還容易產生泡沫，對鉆井作業產生影響。又如，河南金馬石油科技有限責任公司生產的型號為FT-1的鉆井液用磺化瀝青，主要以石油瀝青為原料，以發煙硫酸為磺化劑進行磺化反應后得到。但是，該磺化瀝青用量小時，降高溫高壓濾失量效果較差；用量大時，容易出現鉆井液起泡現象，不利于鉆井作業。

煤瀝青是由煤干餾得到的煤焦油再經蒸餾加工制成的瀝青，主要用于制造涂料、電極、瀝青焦、油毛氈等。與石油瀝青相比，煤瀝青具有與礦質集料粘附性好、潤濕性好等優點，本發明人考慮以煤瀝青代替石油瀝青制備磺化瀝青，以提高鉆井液的降高溫高壓濾失性能。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種鉆井液用改性磺化瀝青及其制備方法，通過本發明提供的方法制備得到的改性磺化瀝青用于鉆井液時具有良好的高溫高壓降濾失性能。

本發明提供了一種鉆井液用改性磺化瀝青，包括高溫硬煤瀝青和磺化中溫煤瀝青。

優選的，所述高溫硬煤瀝青和磺化中溫煤瀝青的質量比為(0.5～2)∶(0.5～2)。

本發明還提供了一種鉆井液用改性磺化瀝青的制備方法，包括以下步驟：

a)將中溫煤瀝青、煤油和發煙硫酸混合，反應后得到磺化中溫煤瀝青；

b)將所述磺化中溫煤瀝青與高溫硬煤瀝青混合，得到鉆井液用改性磺化瀝青。

優選的，所述步驟a)中，所述中溫煤瀝青的軟化點為75℃～95℃。

優選的，所述步驟a)中，所述中溫煤瀝青在四氯化碳中的溶解率為30％～50％。

優選的，所述步驟a)中，所述發煙硫酸中，SO₃的含量≥20wt％。

優選的，所述步驟b)中，所述高溫硬煤瀝青的軟化點為130℃～150℃。

優選的，所述步驟a)中，所述中溫煤瀝青、煤油和發煙硫酸的質量比為(100～200)∶(3～10)∶(30～80)。

優選的，所述步驟b)中，所述磺化中溫煤瀝青與所述高溫硬煤瀝青的質量比為(0.5～2)∶(0.5～2)。

優選的，所述步驟b)中，所述磺化中溫煤瀝青的粒度為20目～60目，所述高溫硬煤瀝青的粒度為20目～60目。

與現有技術相比，本發明以中溫煤瀝青為原料，將其與煤油、發煙硫酸混合后進行磺化，得到磺化中溫煤瀝青；然后將所述磺化中溫煤瀝青與高溫硬煤瀝青混合，得到改性磺化瀝青。中溫煤瀝青中膠質含量較低，容易被磺化劑磺化，得到的磺化瀝青中硫酸鈉等副產物較少，降濾失效果好。高溫硬煤瀝青的耐高溫性能和穩定性能較好，能夠提高改性磺化瀝青的高溫高壓降濾失性能。另外，煤瀝青與礦物集料的粘附性能較好，用作鉆井液時能夠更好的抑制頁巖膨脹和分散，改善鉆井液泥餅質量、增加潤滑性等。實驗表明，向基漿中加入2％本發明制備的改性磺化瀝青得到的鉆井液的高溫高壓濾失量為10mL～12mL，低于現有的磺化瀝青和乳化瀝青的高溫高壓濾失量。

具體實施方式

本發明提供了一種鉆井液用改性磺化瀝青，包括高溫硬煤瀝青和磺化中溫煤瀝青。

在所述鉆井液用改性磺化瀝青中，所述高溫硬煤瀝青的軟化點優選為130℃～150℃，更優選為135℃～145℃；所述高溫硬煤瀝青的粒度優選為20目～60目，更優選為30目～50目。