[發明專利]抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201510916104.1
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105315973B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 萬偉;蔣官澄;馬光長;楊野;馮學榮;鄧宇;蔣羿黎
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/36
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

本發明公開了一種抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑及制備方法，抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑由如下組份構成：二元酸酐、脂肪酸和環氧氯丙烷，其中，二元酸酐與脂肪酸的質量比為1:20～1:30，環氧氯丙烷為脂肪酸質量的15～25%。本發明是脂肪酸經過改性處理后得到，具有更強的乳化能力和抗高溫能力，同時具有降低油基鉆井液的高溫高壓濾失量的作用。

技術領域

本發明涉及一種抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑及制備方法，主要應用于石油天然氣鉆井行業。

背景技術

用于油包水鉆井液中的主乳化劑是HLB值在3～6之間的表面活性劑，其主要功能是降低油水界面張力，將水均勻、穩定地分散到油中，形成穩定的油包水乳狀液。對于油包水鉆井液而言，主乳化劑對鉆井液的性能起著至關重要的作用。

目前，國內常用油基鉆井液主乳化劑主要為失水山梨醇脂肪酸酯類和脂肪酸類，例如，中國專利公開號104449598A公開的一種油基鉆井液用增粘乳化劑及其制備方法，公開日為 2015-03-25，乳化劑包括以下組分，各組分及其重量百分比為：聚乙烯衍生物10％～20％，低密度聚戊二烯10％～20％，脂肪酸甘油酯20％～30％，失水山梨酸脂肪酸酯30％～50％。

但上述存在較多缺點，主要有以下幾方面：失水山梨醇脂肪酸酯類乳化劑在高溫條件下，特別是在油基鉆井液這一堿性環境中極易分解、失效；脂肪酸類乳化劑具有明顯的高溫增稠現象，使油基鉆井液在高溫下粘度超出合理范圍，尤以油酸特別突出；失水山梨醇脂肪酸酯類和脂肪酸類乳化劑均不能有效地吸附油基鉆井液中的游離油相，缺少降低油基鉆井液高溫高壓濾失量的作用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑及制備方法。本發明是脂肪酸經過改性處理后得到，具有更強的乳化能力和抗高溫能力，同時具有降低油基鉆井液的高溫高壓濾失量的作用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑，其特征在于，由如下組份構成：二元酸酐、脂肪酸和環氧氯丙烷，其中，二元酸酐與脂肪酸的質量比為1:20～1:30，環氧氯丙烷為脂肪酸質量的15～25%。

所述二元酸酐為丙二酸酐、馬來酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一種。

所述脂肪酸為油酸和亞油酸的混合物，混合質量比為1:1～1.5:1。

一種抗高溫油基鉆井液用改性脂肪酸類主乳化劑的制備方法，其特征在于：二元酸酐、脂肪酸和環氧氯丙烷經加成反應得到，其中，二元酸酐與脂肪酸的質量比為1:20～1:30，環氧氯丙烷為脂肪酸質量的15～25%。

所述制備方法具體包括如下步驟：

a、將二元酸酐與脂肪酸按照質量比1:20～1:30，在油浴中加熱至40～60℃，通入氮氣7～15min，在速度為200～250r/min下攪拌25～35min至混合均勻；

b、加入脂肪酸質量15～25%的環氧氯丙烷，保持攪拌速度，將油浴溫度提升至185℃～195℃，保溫7～9h；

c、停止加熱與攪拌，待溫度冷卻至室溫倒出，即得到改性脂肪酸類主乳化劑。

所述步驟a中，將二元酸酐與脂肪酸按照質量比1:20～1:30加入裝置中，在油浴中加熱至50℃，通入氮氣10min，低速攪拌30min至混合均勻。

所述步驟b中，向裝置中加入脂肪酸質量20%的環氧氯丙烷，在裝置上添加冷凝管，并通入循環冷凝水，保持攪拌速度，將油浴溫度提升至185℃～195℃，保溫8h。

采用本發明的優點在于：