[發明專利]一種油基鉆井液用抗高溫降濾失劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310320843.5
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104140789B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 王顯光;李舟軍;林永學;韓秀貞;李雄;楊小華;石秉忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井領域使用的油基鉆井液，進一步地說，是涉及一種油基鉆井液用抗高溫降濾失劑及其制備方法。

背景技術

油基鉆井液具有抑制性強、潤滑性優異、利于井壁穩定和油氣層保護等眾多優點，是鉆井領域應對復雜地層的有效手段，得到廣泛應用。與水基鉆井液相比，油基鉆井液使用油相作為體系的連續相，因此其成本相對較高，油基鉆井液鉆井過程中其濾液為油相，因此油基鉆井液對濾失的控制要求較高。目前，用于油基鉆井液的降濾失劑主要包括瀝青類產品和改性腐植酸類產品，其中瀝青類降濾失劑在中低溫下具有較好的降濾失效果，但在高溫條件下（≥150℃），瀝青易發生軟化，導致降濾失效果下降，同時引起油基鉆井液體系塑性粘度的大幅升高，降低機械鉆速；再者，瀝青易造成環境污染，因此該類降濾失劑的使用范圍受到越來越多的限制。

改性腐植酸類降濾失劑由腐植酸類原料經化學改性使其由親水轉變為親油，用于油基鉆井液作為降濾失劑。例如，美國用腐植酸與聚亞烷基多胺反應，英國用腐植酸同長鏈脂肪胺或取代苯胺在壓力下熱解共聚，國內用腐植酸同有機胺在160℃～200℃的高溫強熱下酰胺化。

例如CN101624516A公開了一種油基鉆井液用降濾失劑及其配制方法，其主要制備方法為，將腐植酸樹脂和有機胺放入密閉容器中，用氮氣驅氧后，加熱容器至180～200℃，維持反應時間8～10小時，反應完成后冷卻至室溫，然后將產物粉碎過60目篩，即得油基鉆井液降濾失劑產品。所述原料、制備工藝與本發明不同，不包含酯交換反應；而且其反應條件要求更加苛刻，需在180～200℃高溫條件下反應，而且需要反應容器密閉高壓，設備要求高，再者反應時間更長，為8～10小時。

上述制備方法普遍存在反應溫度高、能耗大、反應容器要求高、反應時間長，反應過程中有機胺易揮發導致原料浪費、產率低等缺點和不足。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明致力于提供一種能在溫和反應條件下得到的油基鉆井液用抗高溫降濾失劑及其制備方法。

本發明目的之一是提供一種油基鉆井液用抗高溫降濾失劑，由包括腐植酸樹脂、低沸點醇和有機胺在內的原料通過以下反應制備而得：由腐植酸樹脂與低沸點醇進行酯化反應，其所得中間產物再與有機胺進行酰胺化反應得到所述油基鉆井液用抗高溫降濾失劑。

其中，腐植酸樹脂與低沸點醇的酯化反應中，以腐植酸樹脂為100重量份數計，低沸點醇為100～1000份，優選為400～600份；所述中間產物與有機胺的酰胺化反應中，以中間產物為100重量份數計，有機胺為30～40份，優選為34～36份。

以上所述腐植酸樹脂可選用現有技術中已公開的各種腐植酸樹脂，也可參考CN101624516A中公開的腐植酸樹脂。

具體地，所述腐植酸樹脂可由包括以下步驟的制備方法制備而成：

1）在600重量份水中先加入200～300份腐植酸鹽，攪拌均勻使其完全溶解。

2）加入20～60份，優選30～40質子酸，在室溫下攪拌反應；將反應后產物過濾，清洗；反應的時間以反應充分即可停止，無特別限定，一般可為1～2.5小時。

3）將洗滌后的產物烘干、粉碎。烘干可在80～120℃下進行，一般烘干時間可為4～10小時。

所述腐植酸鹽可優選腐植酸鉀、腐植酸鈉中的至少一種；

所述質子酸可優選鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸中的至少一種。

以上所述低沸點醇類為易揮發小分子醇，其沸點優選在60～90℃；更優選為甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇中的至少一種。

以上所述有機胺可選自以下三種通式表示的物質中的至少一種：

（1）R₁-NH₂，其中R₁選自碳原子數目在6～30內（優選8～16，更優選10～12）的飽和碳鏈、不飽和碳鏈、環烷基或者芳烴基；

（2）R₁-HN-R₂，其中R₁選自碳原子數目在6～30范圍內（優選8～16，更優選10～12）的飽和碳鏈、不飽和碳鏈、環烷基或者芳烴基；R₂選自碳原子數目在1～30范圍內（優選1～8，更優選1～4）的飽和碳鏈、不飽和碳鏈、環烷基或者芳烴基；