[發(fā)明專利]鉆井用抗高溫有機土及其制備方法

在審

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• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104004503A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮建建;王茂仁;魏宏
• 申請（專利權(quán)）人: 克拉瑪依市金鑫科技有限公司
• 主分類號: C09K8/34
• 分類號: C09K8/34;C09K8/03
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工中有機膨潤土改性技術(shù)領(lǐng)域，是鉆井用抗高溫有機土及其制備方法。?

背景技術(shù)

有機土是油基鉆井液中最基本的親油膠體，在油基鉆井液中既可以提高油基鉆井液的粘度和切力，又能降低油基鉆井液的濾失量，是油基鉆井液中不可缺少的添加劑。目前有機土的制備方法普遍使用陽離子表面活性劑和高分散的親水粘土發(fā)生離子交換吸附而制成，在高溫下，這種吸附和結(jié)合會發(fā)生分解，失去有機土的親油功能。

當(dāng)前油基鉆井液在國內(nèi)已經(jīng)成為深井、超深井、頁巖油氣井、水平井等深井和特殊工藝井鉆井液技術(shù)研究的重點，其良好的抑制、防塌、潤滑、抗污染能力，尤其是抗高溫能力，是解決當(dāng)前深井、超深井的主要手段，目前在塔里木油田完成的克深7井，井深8023m，井底溫度180℃，最高密度2.55g/cm³，是目前油基鉆井液使用中溫度和密度最高的井，隨后塔里木油田在天山山前構(gòu)造深井中又成功使用了抗溫180℃以上的油基鉆井液，但是，這些油基鉆井液的組成材料和技術(shù)服務(wù)均是由國外公司完成的，其主要原因之一就是國內(nèi)有機土的抗高溫能力難以滿足該地區(qū)的需求。

目前用于膨潤土改性為有機土的陽離子表面活性劑普遍是十二烷基三甲基溴化銨，由此得到的有機土在柴油中分散性良好，但是抗溫能力有限，在高溫下會發(fā)生分解。傳統(tǒng)的有機土是膨潤土與季銨鹽反應(yīng)而成，這種有機土存在季銨鹽與粘土的結(jié)合力不足夠，導(dǎo)致在高溫下季銨鹽解析的缺點。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鉆井用抗高溫有機土及其制備方法，引入了螯合劑和磺化聚苯乙烯基銨，一方面要合計吸附在粘土粒子表面和季銨鹽的親油端，起螯合、加固季銨鹽和粘土之間結(jié)合的作用；另一方面磺化聚苯乙烯基銨可以改變有機土層間結(jié)構(gòu)，提高其抗溫能力。克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，有效解決了目前公開的鉆井用有機土抗溫能力不足的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

鉆井用抗高溫有機土由如下重量份組分構(gòu)成：

鈉基膨潤土??60份至70份

季銨鹽陽離子表面活性劑??20份至30份

螯合劑????5至10份

磺化聚苯乙烯基銨??20份至30份

水?????1000份至1500份

其中：鈉基膨潤土為天然膨潤土經(jīng)純堿離子交換后用于鉆井的膨潤土；季銨鹽陽離子表面活性劑為C16至C18鏈長的烷基季銨鹽、雙烷基季銨鹽、帶多個氧乙烯基團的季銨鹽中的一種；螯合劑為三乙烯四胺、四乙烯五胺、乙二胺四乙酸、二乙三胺五乙酸中的任意一種；

上述季銨鹽陽離子表面活性劑C16至C18鏈長的烷基季銨鹽、雙烷基季銨鹽、帶多個氧乙烯基團的季銨鹽及含環(huán)氧基的季銨鹽分別為：

C16至C18鏈長的烷基季銨鹽為：十六烷基二甲基溴化銨、十六烷基二甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基二甲基溴化銨、十八烷基二甲基氯化銨中的一種；

雙烷基季銨鹽：雙十八烷基三甲基溴化銨、雙十八烷基三甲基氯化銨、雙十六烷基三甲基氯化銨中的一種；

帶多個氧乙烯基團的季銨鹽：聚氧乙烯基烷基雙季銨鹽陽離子表面活性劑、聚氧乙烯基季銨鹽中的一種。

鉆井用抗高溫有機土的制備方法按如下步驟進行：

（1）將60份至70份鈉基膨潤土加入到600份至700份水中，在轉(zhuǎn)速10000r/min下高速攪拌1h至1.5h后，過200目篩布，清除粗顆粒，篩過后的膨潤土懸浮液記為A；

（2）將20份至30份季銨鹽陽離子表面活性劑加入到200份至300份水中，在轉(zhuǎn)速10000r/min下高速攪拌30min至40min后所得溶液記為B；

（3）將5份至10份螯合劑加入到100份至200份水中，在轉(zhuǎn)速10000r/min下高速攪拌30min至40min后所得溶液記為C；

(4)將20至30份磺化聚苯乙烯基銨加入到100份至300份水中，在轉(zhuǎn)速10000r/min下高速攪拌30min至40min后所得溶液記為D；