[發(fā)明專利]一種高性能的油基鉆井液用有機累托石及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201511005536.3
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105524602A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪昌秀;梅宏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華礦膠體化學(xué)有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/32
• 代理公司: 荊門市首創(chuàng)專利事務(wù)所 42107
• 代理人: 董聯(lián)生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油、天然氣、地礦、建筑工程等行業(yè)用于鉆井液、完井液的膠體材料及其生產(chǎn)技術(shù)，屬鉆井用組合物領(lǐng)域。具體地說涉及一種油基鉆井液用有機粘土的配方組成以及它的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

有機粘土是油基鉆井液組分中重要的親油膠體材料。累托石作為一種可用于鉆井液的新型粘土，在流變性、高溫穩(wěn)定性、降濾失性等方面具有獨特的優(yōu)勢，是鉆井液領(lǐng)域具有潛力的升級換代產(chǎn)品。

專利201010258856.0公開了一種油基鉆井液用有機累托石及其生產(chǎn)方法，該油基鉆井液用有機累托石由累托石和季銨鹽構(gòu)成，其重量份配比為：累托石占75～90，季銨鹽10～25。其生產(chǎn)工藝步驟為干燥-有機化反應(yīng)-陳化干燥磨粉。它有三個主要特點，第一，所采用累托石原料品質(zhì)較低，其純度達到55%即可，甚至可以是未經(jīng)選別的原礦。第二，組分中，季銨鹽所占比例不高，將構(gòu)成組分中累托石重量占比75～90%(亦即含季銨鹽10～25%)進行換算，每100份重量累托石加入季銨鹽重量份僅為11.1～33.3。第三，生產(chǎn)工藝為剪切擠壓法，采用干法工藝。本質(zhì)上，它是一種生產(chǎn)有機累托石的簡單的低成本制備方法，原料組成上如此，工藝上也是如此。

組成上，第一，專利201010258856.0所公開的技術(shù)對累托石原料要求過低；第二，季銨鹽加入量較少。事實上，提高累托石純度，可以增加其陽離子交換量，亦即增加可容納的季銨鹽量。隨著插入粘土層間的季銨鹽量增加，晶體的d₀₀₁變大，有機土在油中易于分散，分散成微粒的膠團個數(shù)增多，膠團厚度增大，相互產(chǎn)生的斥力增大，膠團不易團聚，從而有利于形成穩(wěn)定的油基膠體體系。工藝上，第一，專利201010258856.0所公開的技術(shù)沒有經(jīng)過精選和提純，沒有經(jīng)過鈉化之類的預(yù)處理環(huán)節(jié)，影響有機化的效果。第二，專利201010258856.0所公開的技術(shù)在有機化時不對累托石/季銨鹽覆蓋劑加熱，僅靠碾壓摩擦產(chǎn)生的熱量維持陽離子交換反應(yīng)，影響有機化效果。第三，專利201010258856.0所公開的技術(shù)任由有機化反應(yīng)終產(chǎn)物中的Ca⁺⁺離子、Mg⁺⁺離子、Cl^-離子等雜質(zhì)保留在產(chǎn)品中，不對終產(chǎn)物進行洗滌，影響產(chǎn)品性能。

除專利201010258856.0外，專利201510893277.6也涉及油基鉆井液用有機累托石，但它僅改進了專利201010258856.0的工藝，未改進產(chǎn)品的配方組成，屬部分改進。

發(fā)明內(nèi)容

針對已公開的有機累托石及其生產(chǎn)方法的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改進的配方及其生產(chǎn)方法，以生產(chǎn)高性能的油基鉆井液用有機累托石產(chǎn)品。

本發(fā)明的高性能油基鉆井液用有機累托石由累托石和季銨鹽構(gòu)成，其重量份配比為：累托石65～75，季銨鹽25～35。

其生產(chǎn)步驟是：

(1)選別或提純：以累托石原礦為原料，采用重選法選別，將累托石的含量提高到68%～80%，成為累托石精礦。或進一步將累托石精礦通過離心提純法提純，繼續(xù)提高純度至80%～98%，成為高純累托石。提純的操作要點是：累托石精礦粉碎至800目，加水配成礦漿，礦漿的固液比控制在10～49，加入占累托石重量1～9%的聚磷酸鹽類分散劑，如六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉，攪拌，其線速度應(yīng)達到7～15m/s，攪拌時間60～180min；隨后的離心分選的分離因數(shù)應(yīng)達到1300～3500，分離時間0.5～5min，然后收取懸浮漿液脫水烘干粉碎。通過本步驟，保證用于本發(fā)明下一步驟的累托石含量達到68%～98%。

(2)鈉化/鋰化復(fù)合預(yù)處理：在盛有步驟(1)所述的選別或提純的累托石65～75份的容器中加入占累托石重量2%～10%的鈉鹽與鋰鹽的混合物以及相當(dāng)于累托石重量1～20倍的水，升溫至70～95℃，攪拌30～210min，形成均勻的漿液；

(3)有機化反應(yīng)。將季銨鹽25～35份加入到上述漿液中，邊攪拌邊加熱，將目標(biāo)反應(yīng)溫度設(shè)定在70～115℃，如果設(shè)定的反應(yīng)溫度大于100℃，該容器則必需是密閉的，以便在容器內(nèi)獲得大于一個大氣壓的壓力，保證漿液不至于氣化，達到設(shè)定溫度后，邊攪拌邊保溫30～210min；

(4)過濾、洗滌：將上述有機化反應(yīng)的產(chǎn)物漿料過濾、洗滌；

(5)陳化、干燥、粉碎：將上述過濾、洗滌后的產(chǎn)物陳化、干燥、粉碎。