[發明專利]一種用于鉆井液的瀝青組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201310496045.8
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104559955A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 劉建錕;楊濤;賈麗;彭紹忠;賈永忠;葛海龍;孟兆會
• 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撫順石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 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技術領域，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

瀝青類產品是重要鉆井液處理劑之一，?具有良好的防塌、潤滑、乳化、降濾失和高溫穩定等綜合效能。瀝青類產品一般含有不溶于水的瀝青顆粒，并且有一定的軟化點。當井眼內有足夠高的溫度和壓力時，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。瀝青類物質是石油鉆井極其有效的防塌劑和油層保護劑。隨著石油勘探與開發的發展，鉆井深度不斷加深，鉆遇地層愈來愈復雜，定向井、水平井等特殊工藝井的數量逐漸增多。這使鉆井工程對鉆井液用瀝青類產品及其體系提出了更高的要求。開發出高溫性能好、有良好封堵性和降濾失性的高軟化點瀝青(指軟化點在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等公開了幾種用于鉆井液中的高軟化點瀝青或瀝青顆粒的制備方法，瀝青軟化點一般在120℃以上，最高達250℃。

CN102952526A公開了一種高軟化點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也公開幾種高軟化點瀝青的生產方法，瀝青產品軟化點都在250℃以，但主要用于生產碳纖維制品、耐火材料粘結劑及紡絲領域。

現有的高軟化點瀝青在應用于鉆井液體系當中時，由于組成單一，存在粘彈范圍較小，使用溫度范圍較窄等問題，很難在井下持續發揮作用。CN1046176A公開了一種含有預混合的約2份高軟化點硬瀝青、約1份低軟化點硬瀝青、約1份苛化褐煤以及一種強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有效，但簡單的機械混合很難有效的發揮不同軟化點瀝青的作用效果。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于鉆井液的瀝青組合物及其制備方法。本發明瀝青組合物具有較高的軟化點，能夠在較寬溫度范圍的鉆井作業條件下持續發揮作用。

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

本發明瀝青組合物還可以根據實際產品需要加入水溶性纖維、磺化褐煤、磺化酚醛樹脂、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、水溶性樹脂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、石墨、蒙脫土、膨潤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脂可以使用市售商品，也可以按本領域常規方法制備；水溶性樹脂為水溶性丙烯酸樹脂、水溶性醇酸樹脂、水溶性聚酯樹脂中的一種或幾種；石墨、蒙脫土、膨潤土為固體粉末狀。

本發明瀝青組合物中，所述的高軟化點瀝青的軟化點為140～260℃，優選為150～240℃；高軟化點瀝青為固體粉狀，平均粒徑≤100μm，優選平均粒徑≤60μm。

本發明瀝青組合物中，所述的高軟化點瀝青可以采用市售產品，也可以按照本領域常規技術制備，如減壓蒸餾工藝、溶劑脫瀝青工藝、吹氣氧化工藝等，或幾種工藝的結合。

本發明瀝青組合物中，所述的高軟化點煤瀝青的軟化點為100~180℃，優選120~150℃。

本發明用于鉆井液的瀝青組合物的制備方法，包括如下內容：將熔融的煤瀝青加入到氧化反應器中，通入空氣進行吹氣氧化反應，反應結束后，將氧化物料噴灑到高軟化點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備中進行混合粉碎，即制備出瀝青組合物顆粒。

本發明方法中，高軟化點瀝青粉優選與固體分散劑進行干混，其中瀝青粉與分散劑的質量比為10:1~20:1，所述的固體分散劑為石墨、蒙脫土、膨潤土或水滑石中的一種或幾種。