[發(fā)明專利]一種乳化劑及其制備方法和油基鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610825832.6
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN107815298B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李午辰;李曉嵐;孫舉;郭鵬;楊朝光;梁慶磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/32
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種乳化劑的制備方法，包括：將二聚酸和長鏈烷基單胺進(jìn)行反應(yīng)，得到乳化劑；所述長鏈烷基單胺中碳原子數(shù)為10～20。本發(fā)明提供的乳化劑的制備方法選擇特定的原料采用一步法合成具有多吸附點(diǎn)的乳化劑，這種方法合成步驟簡單、能耗低、無有機(jī)溶劑，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。而且這種方法制備得到的乳化劑吸附點(diǎn)多、乳化能力能強(qiáng)，適用鉆井液范圍寬，不僅可在常規(guī)油基鉆井液中起到良好的乳化作用，而且在高溫高密度的油基鉆井液中也可使用，增加了高固相含量時(shí)的乳液穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的乳化劑能夠使鉆井液具有良好的綜合性能。本發(fā)明還提供了一種乳化劑和油基鉆井液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種乳化劑及其制備方法和油基鉆井液。

背景技術(shù)

油基鉆井液在國外已經(jīng)發(fā)展成熟，形成了系列體系及配套技術(shù)，并被廣泛應(yīng)用在頁巖氣開發(fā)井、復(fù)雜地層深井以及深水鉆井等領(lǐng)域，國內(nèi)油基鉆井液近幾年來得到迅速發(fā)展，研究應(yīng)用了系列處理劑，基本滿足了密度2.2g/cm³以下的油基鉆井液性能的要求，但若密度進(jìn)一步提高，鉆井液體系固相含量高(如密度2.5g/cm³時(shí)，加重材料的體積分?jǐn)?shù)達(dá)55％左右)，乳化穩(wěn)定性變差，導(dǎo)致塑性黏度高、高溫高壓濾失量偏大、高溫下加重材料易沉降等問題，難以保證高溫復(fù)雜地層的安全鉆進(jìn)。

中國專利201210580265.4公開了一種油基鉆井液用氧化聚合脂肪酸酯類乳化劑及其制備方法，能夠在60:40～95:5大范圍油水比和150～220℃溫度范圍內(nèi)長期使用，但適用密度不超過2.5g/cm³的鉆井液，而且制備條件較為苛刻，需要高溫高壓(200～220℃、5～15MPa)，不利于其規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用；中國專利201410024812.X，公開了一種油基鉆井液用環(huán)狀酰胺類乳化劑及其制備方法，主要用于密度為2.3g/cm³的無土相油基鉆井液中，制備過程中采用乙醇為溶劑，后期需要蒸餾處理回用，增加了生產(chǎn)成本。

針對上述油基鉆井液用傳統(tǒng)乳化劑在高溫高壓下易降解，維護(hù)加量大的問題，中國專利200980117528.4公開了一種基于衍生自脂肪酸/羧酸和多胺的聚酰胺乳化劑及其制備方法，該乳化劑在高溫高壓下能夠使油基鉆井液保持穩(wěn)定的性能，降低維護(hù)時(shí)的用量，但仍然存在著低溫流動性較差的弊端。中國專利201310497559.5公開了一種三聚酰胺類非離子型表面活性劑及制備方法，該專利公開的乳化劑制備方法中，采用了二氯亞砜作為有機(jī)溶劑且蒸餾回收，而且反應(yīng)步驟繁瑣(3～4步)，同樣不利于工業(yè)生產(chǎn)和使用。中國專利201410325690.8公開了種鉆井液用油包水型聚酰胺乳化劑及其合成方法，以N-甲基-1,3-丙二胺為中間體，仍然需要兩步反應(yīng)，且不適于在高密度油基鉆井液中使用。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)中使用的油基鉆井液用乳化劑存在著抗溫性能差、適用的鉆井液密度范圍窄，而且合成工業(yè)條件苛刻、步驟繁瑣，不利于工業(yè)化生產(chǎn)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種乳化劑及其制備方法和油基鉆井液，本發(fā)明提供的乳化劑抗溫性能強(qiáng)、適用于常規(guī)油基鉆井液和高溫高密度的油基鉆井液。

本發(fā)明提供了一種乳化劑的制備方法，包括：

將二聚酸和長鏈烷基單胺進(jìn)行反應(yīng)，得到乳化劑；

所述長鏈烷基單胺中碳原子數(shù)為10～20。

優(yōu)選的，所述長鏈烷基單胺為十八胺、十六胺、十四胺、十二胺、癸胺和正辛胺中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述二聚酸和長鏈烷基單胺的質(zhì)量比為(45～75)：(25～55)。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)的溫度為150～200℃。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)的時(shí)間為6～16小時(shí)。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)完成后將得到的反應(yīng)產(chǎn)物降溫至60～100℃，得到乳化劑。