[發(fā)明專利]一種用于鉆井液的瀝青組合物及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310496045.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104559955A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建錕;楊濤;賈麗;彭紹忠;賈永忠;葛海龍;孟兆會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號(hào): C09K8/035
• 分類號(hào): C09K8/035
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鉆井液的瀝青組合物及其制備方法。

背景技術(shù)

瀝青類產(chǎn)品是重要鉆井液處理劑之一，?具有良好的防塌、潤(rùn)滑、乳化、降濾失和高溫穩(wěn)定等綜合效能。瀝青類產(chǎn)品一般含有不溶于水的瀝青顆粒，并且有一定的軟化點(diǎn)。當(dāng)井眼內(nèi)有足夠高的溫度和壓力時(shí)，瀝青顆粒軟化變形，并被擠入井壁微裂縫中，阻止鉆井液和濾液從微裂縫滲透，與泥餅一起有效地封堵地層。瀝青類物質(zhì)是石油鉆井極其有效的防塌劑和油層保護(hù)劑。隨著石油勘探與開(kāi)發(fā)的發(fā)展，鉆井深度不斷加深，鉆遇地層愈來(lái)愈復(fù)雜，定向井、水平井等特殊工藝井的數(shù)量逐漸增多。這使鉆井工程對(duì)鉆井液用瀝青類產(chǎn)品及其體系提出了更高的要求。開(kāi)發(fā)出高溫性能好、有良好封堵性和降濾失性的高軟化點(diǎn)瀝青(指軟化點(diǎn)在100℃以上，尤其是在120℃以上)，以滿足油田鉆井工程的需要，具有十分重要的意義。

高軟化點(diǎn)瀝青的制備工藝一般采用溶劑脫瀝青或吹氣氧化工藝，CN102464989A、CN102876344A、CN102464988A和CN102382696A等公開(kāi)了幾種用于鉆井液中的高軟化點(diǎn)瀝青或?yàn)r青顆粒的制備方法，瀝青軟化點(diǎn)一般在120℃以上，最高達(dá)250℃。

CN102952526A公開(kāi)了一種高軟化點(diǎn)乳化瀝青水基鉆井液處理劑及其制備方法，所述鉆井液處理劑包括40～70%軟化點(diǎn)為150～240℃的瀝青、35～50重量%水，0.02～2%助劑，0.05～5?%乳化劑，0.01～1%穩(wěn)定劑，該鉆井液處理劑具有良好的高溫高壓降濾失功能，適用于高溫高壓的深井及超深井鉆井。

?US7220348B1、CN102876344?A、CN102876344?A和CN102732280A也公開(kāi)幾種高軟化點(diǎn)瀝青的生產(chǎn)方法，瀝青產(chǎn)品軟化點(diǎn)都在250℃以，但主要用于生產(chǎn)碳纖維制品、耐火材料粘結(jié)劑及紡絲領(lǐng)域。

現(xiàn)有的高軟化點(diǎn)瀝青在應(yīng)用于鉆井液體系當(dāng)中時(shí)，由于組成單一，存在粘彈范圍較小，使用溫度范圍較窄等問(wèn)題，很難在井下持續(xù)發(fā)揮作用。CN1046176A公開(kāi)了一種含有預(yù)混合的約2份高軟化點(diǎn)硬瀝青、約1份低軟化點(diǎn)硬瀝青、約1份苛化褐煤以及一種強(qiáng)親油性非離子表面活性劑的水基鉆井泥漿添加劑。這種添加劑組合物可以在寬范圍的溫度和壓力內(nèi)有效，但簡(jiǎn)單的機(jī)械混合很難有效的發(fā)揮不同軟化點(diǎn)瀝青的作用效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于鉆井液的瀝青組合物及其制備方法。本發(fā)明瀝青組合物具有較高的軟化點(diǎn)，能夠在較寬溫度范圍的鉆井作業(yè)條件下持續(xù)發(fā)揮作用。

本發(fā)明用于鉆井液的瀝青組合物，以高軟化點(diǎn)瀝青為核相，外層包裹高軟化點(diǎn)煤瀝青，該瀝青組合物按質(zhì)量百分比計(jì)，包括如下組分：高軟化點(diǎn)瀝青20%～50%，高軟化點(diǎn)煤瀝青50%～80%；其中高軟化點(diǎn)瀝青與高軟化點(diǎn)煤瀝青的軟化點(diǎn)差為15~40℃。

本發(fā)明瀝青組合物還可以根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品需要加入水溶性纖維、磺化褐煤、磺化酚醛樹(shù)脂、十二烷基硫酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、水溶性樹(shù)脂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、石墨、蒙脫土、膨潤(rùn)土等添加劑中的一種或幾種，添加劑加入量占瀝青組合物總重量的5%~20%（瀝青組合物各組分之和為100%）；其中水溶性纖維為羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇纖維、水溶性PVA纖維中的一種或幾種；磺化褐煤和磺化酚醛樹(shù)脂可以使用市售商品，也可以按本領(lǐng)域常規(guī)方法制備；水溶性樹(shù)脂為水溶性丙烯酸樹(shù)脂、水溶性醇酸樹(shù)脂、水溶性聚酯樹(shù)脂中的一種或幾種；石墨、蒙脫土、膨潤(rùn)土為固體粉末狀。

本發(fā)明瀝青組合物中，所述的高軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn)為140～260℃，優(yōu)選為150～240℃；高軟化點(diǎn)瀝青為固體粉狀，平均粒徑≤100μm，優(yōu)選平均粒徑≤60μm。

本發(fā)明瀝青組合物中，所述的高軟化點(diǎn)瀝青可以采用市售產(chǎn)品，也可以按照本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)制備，如減壓蒸餾工藝、溶劑脫瀝青工藝、吹氣氧化工藝等，或幾種工藝的結(jié)合。

本發(fā)明瀝青組合物中，所述的高軟化點(diǎn)煤瀝青的軟化點(diǎn)為100~180℃，優(yōu)選120~150℃。

本發(fā)明用于鉆井液的瀝青組合物的制備方法，包括如下內(nèi)容：將熔融的煤瀝青加入到氧化反應(yīng)器中，通入空氣進(jìn)行吹氣氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將氧化物料噴灑到高軟化點(diǎn)瀝青粉表面形成包裹，冷卻得到瀝青組合物，將瀝青組合物加入到粉碎設(shè)備中進(jìn)行混合粉碎，即制備出瀝青組合物顆粒。

本發(fā)明方法中，高軟化點(diǎn)瀝青粉優(yōu)選與固體分散劑進(jìn)行干混，其中瀝青粉與分散劑的質(zhì)量比為10:1~20:1，所述的固體分散劑為石墨、蒙脫土、膨潤(rùn)土或水滑石中的一種或幾種。