[發明專利]一種改性環氧瀝青顆粒、全油基鉆井液及其制備方法

有效

• 申請號: 201811096465.6
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN110922946B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 傅麗;寧愛民;郭皎河;劉樹華;張建峰;劉成;郭小圣
• 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大連石油化工研究院
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C09K8/34
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本發明公開了一種改性環氧瀝青顆粒、全油基鉆井液及其制備方法。該改性環氧瀝青顆粒的組成包括改性瀝青、環氧樹脂及固化劑，其中改性瀝青的組成包括基質瀝青、橡膠粉和辛烯聚合物橡膠反應劑。全油基鉆井液包括基油、有機土、乳化劑及所述改性環氧瀝青顆粒。本發明采用改性環氧瀝青顆粒作為性能調節劑，可以在全油基鉆井液中保持很好的顆粒狀態和高溫變形能力，提高了封堵和降濾失效果。

技術領域

本發明屬于石油鉆井開采技術領域，具體涉及一種改性環氧瀝青顆粒、全油基鉆井液及其制備方法。

背景技術

隨著油氣勘探逐步向深層發展，鉆遇高溫高壓地層的機會逐漸增加。這些都對鉆井液體系提出了更高的要求。與水基鉆井液相比，油基鉆井液具有抗污染能力強，潤滑性好，抑制性強，有利于保持井壁穩定，能最大限度地保護油氣層，易于維護等特點。油基鉆井液具有優良的高溫穩定性及抑制性，使其在鉆復雜井，特別是鉆高溫深井和水敏性地層中，優勢更加明顯，而且能夠有效地保護水敏性油氣層，提高油氣產量。

油基鉆井液雖然優點很多，但是在高溫深井中應用時，與之適應的抗高溫處理劑卻成了制約其發展的因素之一。處理劑中的降濾失劑主要用于控制鉆井液體系的濾失量和穩定性。針對這種高溫高壓的使用環境，國外研制出了一種在油基鉆井液中溶解性好，抗高溫能力強的油溶性聚合物顆粒降濾失劑。這種聚合物顆粒在降濾過程中能在外部形成薄且易變形的泥餅，在內部聚合物顆粒會封堵地層孔隙。此類聚合物雖然能起到較好的降濾失效果，但價格昂貴。

瀝青類產品與特種聚合物相比，價格低廉且材料來源廣泛，是現代鉆井工程不可缺少的重要劑種之一，具有良好的防塌、潤滑、降低濾失和高溫穩定等綜合效能。然而，一般軟化點瀝青會因為過度軟化甚至流淌而無法滿足深井下的高溫作業要求。

高軟化點瀝青是指軟化點在100℃以上，尤其是在120℃以上的瀝青。高軟化點瀝青因其出色的抗高溫能力而有著比較廣泛的應用。高軟化點瀝青可以用于深層油氣田的鉆井作業中，作為鉆井液的重要組成部分，可以在高溫條件下起到封堵、防塌，穩定井壁，降低濾失量的作用。

一般的高軟化點瀝青多為石油瀝青、煤瀝青、天然瀝青等。環氧瀝青是指瀝青中加入環氧樹脂后，經過物理共混，穩定均勻后再與固化劑發生交聯反應，形成一種多組分高性能的固化物。其中，組成不同的環氧瀝青，其性能也不同。在整個環氧瀝青中，如果環氧體系占主導，則形成不可逆的熱固性材料；如果瀝青體系占主導，則形成有部分熱塑性的高軟化點瀝青。而現有技術中，并沒有將環氧瀝青或改性環氧瀝青應用于鉆井液中的相關報道。

但是，高軟化點瀝青粉碎成顆粒應用于鉆井液體系當中時，由于顆粒變形能力相對有限，粘彈性相對較差，存在油氣層孔道不規則時，不能很好地嵌入其中等問題。而且軟化點越高，瀝青的脆硬性越明顯，難以起到良好的封堵和降濾失效果。

CN102304353A和CN103013460A公開了一種將橡膠粉、天然瀝青和超細碳酸鈣按一定比例混合、粉碎的方法制備瀝青顆粒組合物，有的還加入了聚合物纖維等。這種方法只是將橡膠粉（和\或聚合物纖維）和瀝青簡單地混合，二者并沒有形成有機的整體，難以在較寬的粘彈區間內持續發揮作用。此外，所用瀝青為天然瀝青，軟化點不易控制或在80到120℃之間，油溶物含量高達98%以上，在油基鉆井液中使用時，基本上都溶在油相當中，幾乎沒有瀝青顆粒存在，不能對地層微裂縫進行有效封堵，并且抗高溫性能變差。而橡膠粉與瀝青只是簡單的混合，并沒有與瀝青反應成為有機的整體。在白油或柴油組成的連續相中長時間浸泡溶脹，可能會發生聚結，破壞整個鉆井液體系的穩定性。

發明內容

針對現有技術制備高軟化點瀝青工藝復雜，而且瀝青顆粒應用于全油基鉆井液過程中存在油溶度高，鉆井液體系中缺乏瀝青顆粒對地層孔道和裂縫進行有效封堵，使其濾失量增加，懸浮能力及抗高溫能力變差等問題，本發明提供了一種改性環氧瀝青顆粒、全油基鉆井液及其制備方法。本發明全油基鉆井液采用改性環氧瀝青顆粒作為性能調節劑，既有一定的抗高溫能力又具有一定的高溫可變形能力，能夠起到很好的封堵、防塌和降濾失效果，同時提高了鉆井液的攜巖能力。