[發明專利]一種油基鉆井液用抗高溫乳化劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201711082088.6
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN109749723B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王顯光;李舟軍;韓秀貞;甄劍武;林永學;楊小華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/32
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種油基鉆井液用抗高溫乳化劑、制備方法及應用。乳化劑包括:松香酸、白油、堿和烷基磺酸鹽；各組分按重量份數計：白油100重量份；松香酸40～100重量份；堿4～17重量份；烷基磺酸鹽5～60重量份。制備方法包括：將松香酸與白油混合加熱至30～100℃，攪拌充分溶解，加入堿在30～100℃下反應1～4小時，再加入烷基磺酸鹽，反應1～4小時，冷卻制得所述抗高溫乳化劑。本發明的乳化劑抗溫可達200℃以上，具有良好的乳化效果；并且反應條件溫和，有利于可再生資源的再利用，而且實現了副產品附加值的大幅提升，極具經濟意義和社會意義。

技術領域

本發明涉及油基鉆井液技術領域，進一步地說，是涉及一種油基鉆井液用抗高溫乳化劑、制備方法及應用。

背景技術

油基鉆井液具有抑制性強、潤滑性優異、利于井壁穩定等眾多優點，這使得油基鉆井液成為鉆探高難度、高溫深井、大斜度定向井、水平井和各種復雜結構井的重要手段，在全球鉆井液市場中具有重要的地位。

在油基鉆井液中，主要依靠乳化劑將分散相(水相)均勻分散于連續相(油相)中，因此乳化劑性能的優劣直接決定了油基鉆井液體系的穩定性能，同時其對油基鉆井液的流變性和濾失量也有重要的影響。

目前，國內油基鉆井液用乳化劑主要為失水山梨醇脂肪酸酯類和聚酰胺類。例如，中國專利公開號104449598A公開了“一種油基鉆井液用增粘乳化劑及其制備方法”，其主要成分為失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、聚乙烯衍生物等。中國專利102027092A公開了“用于油基鉆井液的基于多胺和脂肪酸/羧酸的聚酰胺乳化劑”，其主要組分為脂肪酸與多胺和單(多)元羧酸的反應物。對于失水山梨醇脂肪酸酯類乳化劑，其主要存在高溫條件下易分解、失效的不足，尤其在油基鉆井液的堿性體系環境用于150℃以上的深井鉆探工程中，其需要不斷維護補加；而對于聚酰胺類乳化劑，其在高溫下具有較好的乳化效果，但其采用多種原材料、制備工藝復雜、生產成本高昂。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種油基鉆井液用抗高溫乳化劑、制備方法及應用。利用林業副產品松香酸為主要原料，通過合理的路線和溫和的反應條件，制備抗高溫的油基鉆井液用乳化劑，這不僅有利于可再生資源的再利用，而且實現了副產品附加值的大幅提升。極具經濟意義和社會意義。

本發明的目的之一是提供一種油基鉆井液用抗高溫乳化劑。

所述乳化劑包括:

松香酸、白油、堿和烷基磺酸鹽；

各組分按重量份數計：

所述堿可以與松香酸反應生產具有乳化功效的松香酸鹽，優選為氧化鈣、氧化鈉、氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或組合。

白油起到分散相的功效，使得高溫乳化劑具有良好的流動性，便于鉆井作業現場尤其是低溫高寒環境下的施工。白油可采用工業級3#、5#、7#、10#、15#白油及其混合物；

所述烷基磺酸鹽可起到輔助乳化的功效，烷基磺酸鹽為烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽或石油磺酸鹽中的一種或組合；所述烷基磺酸鹽的烷基碳數優選為6～40；磺酸鹽優選為磺酸鈣、磺酸鈉、磺酸鉀中的一種或混合。

本發明的目的之二是提供一種所述的油基鉆井液用抗高溫乳化劑的制備方法。包括：

將松香酸與白油混合加熱至30～100℃，攪拌充分溶解，加入堿在30～100℃下反應1～4小時，再加入烷基磺酸鹽，反應1～4小時，冷卻制得所述抗高溫乳化劑。

本發明的目的之三是提供一種所述的油基鉆井液用抗高溫乳化劑在石油鉆井中的應用。

本發明的抗高溫乳化劑可用作柴油、白油、α-長鏈烯烴、精煉礦物油、氣制油及其混合物作為基礎油的油基鉆井液體系的乳化劑，加量為2～6％，抗溫可達220℃。