[發(fā)明專利]一種油基泥漿的乳化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710065524.2
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106893566B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周春;劉付臣;楊振周;白登相;匡緒兵;王漢瀟;楊鵬;王曉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;北京華美世紀(jì)國際技術(shù)有限公司;中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/32
• 分類號: C09K8/32
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;沈金輝

本發(fā)明提供了一種油基泥漿的乳化劑及其制備方法。該油基泥漿的乳化劑的組成包括：10wt％?50wt％的油醇，10wt％?50wt％的化合物A，5wt％?30wt％的化合物B，5wt％?40wt％的化合物C，5wt％?40wt％的化合物D，5wt％?40wt％的化合物E，5wt％?40wt％的化合物F，1wt％?10wt％的甘油和小于5wt％的脂肪油，該油基泥漿的乳化劑各組成的總百分含量為100％。本發(fā)明還提供了上述油基泥漿的乳化劑的制備方法。本發(fā)明的油基泥漿的乳化劑可以用于高溫、高密度的油基泥漿。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種乳化劑及其制備方法，尤其涉及一種油基泥漿的乳化劑及其制備方法，屬于油氣勘探技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

流體系統(tǒng)運輸材料和化學(xué)物質(zhì)，并且在油氣鉆井和生產(chǎn)中發(fā)揮著井下水力、動力工具的作用。壓裂液是一種為了壓裂巖石儲層，泵入井中攜帶支撐劑的液體。在目標(biāo)深度高壓下注入壓裂液會在巖石儲層上創(chuàng)造裂縫，壓裂液中的支撐劑(例如沙或者其他微粒)會通過這些裂縫，以防止高壓注射停止以后裂縫閉合。裂縫被支撐劑支撐保持敞開狀態(tài)，儲層可以保持油氣鹽水的滲透性，可以使這些流體從井中泵出。鉆井液，也就是泥漿，在鉆井作業(yè)中起到潤滑和運輸物質(zhì)的作用。泥漿返回到地表一般會到泥漿池，入井前會加一些冷卻劑和穩(wěn)定劑。鉆井液將巖屑從井底帶到地表，冷卻鉆頭，提供靜液柱壓力這樣儲層流體就不會進(jìn)入井內(nèi)。鉆井液可以在鉆頭停止的情況下懸浮巖屑。在鉆頭處粉末狀的巖石可以懸浮在鉆井液中，循環(huán)出井眼。鉆井液有很多功能，包括井底工具的水力能和脈沖遙感測量工具的信息傳輸。會根據(jù)井筒的情況，防腐蝕能力和對儲層的傷害性來選擇合適的鉆井液。

鉆井液包括水基泥漿和油基泥漿。水基泥漿在開泵時可以自由的流動，停泵時，泥漿的切力主要是懸浮巖屑和阻止開泵，需要施加額外的泵壓破壞凝膠結(jié)構(gòu)，重新達(dá)到自由流動狀態(tài)。水和粘土是基本成分，多種添加劑加入到鉆井液中，有調(diào)節(jié)粘度的冷卻劑和潤滑劑。油基泥漿含有石油產(chǎn)品的成分，例如柴油，作為流動相，它會在油基泥漿中增加潤滑性和降低粘度。此外，油基泥漿在更高溫度下不降解。通過分析油基泥漿的巖屑，會有額外的環(huán)境問題考慮。油和水是油基泥漿的基本構(gòu)成部分，加入多種添加劑保持水的分散，在油基泥漿中水是污染物。乳化劑，潤濕劑和膠凝劑用于控制油基泥漿的穩(wěn)定性，粘度，冷卻性。油基泥漿的穩(wěn)定性是指防止泥漿分為2層，油層和水層。

隨著鉆進(jìn)到更深的深度，井下情況也會更加極端。鉆井液必須能承受更多的井下復(fù)雜情況。油基泥漿要承受在更深井深下的高溫高壓情況。水基泥漿不適合在高溫高壓的更極端的井下情況下使用。更深的井對油基泥漿的要求也會增多，需要更穩(wěn)定的油基泥漿。

現(xiàn)有的油基泥漿通過添加各種助劑來控制穩(wěn)定性，粘度，冷卻性和潤滑性。

US5593953由Malchow Jr在1997年1月14號注冊，認(rèn)為油基泥漿需要一種乳化劑來乳化鹽水或者受污染的水來降低粘度。這種助劑被視為一種摩阻改善劑，這種化學(xué)式由US8969261提供，是由Talingting Pabalan在2015年3月3號注冊，公布的是改變?nèi)芤赫扯鹊幕衔锱浞健＿@種化合物可以加入到多種溶液里面，不僅僅是加入鉆井液中去影響鉆井液的流變性能。

然而，之前提到的技術(shù)沒有涉及到相同的物質(zhì)成分，之前類似的成分也沒有用到相同的鉆井液中。沒有高密度高溫情況下鉆井液用的乳化劑的資料被公開，尤其是含氮乳化劑在高溫高密度情況下保持穩(wěn)定。

US6620770，由Kirsner在2003年9月16日申請，公開了一種含聚酰胺和氮的油基泥漿乳化劑。聚酰胺是一種乳化油基泥漿的助劑，這里的乳化劑加入鉆井液之前起作用。這種乳化劑與高密度高溫情況不相關(guān)。而且，之前的例子告訴我們在高溫高密度情況下不使用含氮的乳化劑。US2011/0166047，由Patel公布了一個不含氮的乳化劑。但是，該乳化劑的乳化性不夠強(qiáng)，使用過程中要不斷的補(bǔ)加。

綜上所述，目前尚不存在一種可以用于高溫環(huán)境的且性能良好的乳化劑。

發(fā)明內(nèi)容