[發(fā)明專利]改性環(huán)氧瀝青、水基鉆井液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811096752.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN110922771B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 傅麗;郭皎河;劉成;郭小圣;劉樹華;張建峰
• 申請（專利權(quán)）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;C08L45/02;C08L81/04;C08L9/02;C08K5/20;C09K8/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種改性環(huán)氧瀝青、水基鉆井液及其制備方法。所述改性環(huán)氧瀝青，按重量份數(shù)計，包括：基質(zhì)瀝青100份，增容劑1~20份，增韌劑1~10份，固化劑5~20份，固化促進(jìn)劑1~5份，環(huán)氧樹脂5~30份；其中，所述的固化促進(jìn)劑包括多胺、酚類和含醛水溶液反應(yīng)得到的產(chǎn)物。本發(fā)明的水基鉆井液中添加了改性環(huán)氧瀝青液，其中的改性環(huán)氧瀝青不僅顆粒粒徑小、軟化點高、具有一定的彈性變形能力，而且抗高溫性能優(yōu)良，該鉆井液在高溫使用時具有很好的流變性能和高溫高壓降濾失效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性環(huán)氧瀝青、水基鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著石油勘探與開發(fā)的發(fā)展，鉆井深度不斷加深，鉆遇地層愈來愈復(fù)雜，定向井、水平井等特殊工藝井的數(shù)量逐漸增多。這使鉆井工程對鉆井液的使用性能，特別是抗高溫能力提出了更高的要求。瀝青類產(chǎn)品作為重要的鉆井液處理劑，具有良好的防塌、潤滑、降低濾失和高溫穩(wěn)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(yè)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(yīng)用。高軟化點瀝青可以用于深層油氣田的鉆井作業(yè)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(wěn)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。為了提高鉆井液用瀝青類產(chǎn)品的使用性能，先后公開了很多方法對瀝青進(jìn)行改性。其中最主要的方法就對瀝青進(jìn)行磺化。如US3485745、CN99109453.0、CN201010250241.3等。這種方法雖然能夠增加產(chǎn)品的水溶性，但是油溶率較低。瀝青經(jīng)磺化后主要生成了磺酸鹽，產(chǎn)品的軟化點幾乎測不出來，只能在較低的溫度條件下使用。而且其顆粒沒有彈性、變形能力差，不能任意嵌入井內(nèi)的孔道，特別是不規(guī)則形孔道，不能很好地起到封堵和降濾失的作用。同時，這種工藝較復(fù)雜，對環(huán)境容易造成污染。

環(huán)氧瀝青是指瀝青中加入環(huán)氧樹脂后，經(jīng)過物理共混，穩(wěn)定均勻后再與固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成一種多組分高性能的固化物。其中，組成不同的環(huán)氧瀝青，其性能不同。在整個環(huán)氧瀝青中，如果環(huán)氧體系占主導(dǎo)，則形成不可逆的熱固性材料；如果瀝青體系占主導(dǎo)，則形成有部分熱塑性的高軟化點瀝青。而現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有將環(huán)氧瀝青或改性環(huán)氧瀝青應(yīng)用于鉆井液中的相關(guān)報道。

鉆井液以其連續(xù)相分為油基鉆井液和水基鉆井液。高軟化點石油瀝青主要以油溶性為主，所以在油基鉆井液中分散性好，應(yīng)用不成問題。但是在水基鉆井液中，由于其水溶性很小，存在分散困難、不易穩(wěn)定的問題。這也是制約高軟化點瀝青在水基鉆井液中廣泛應(yīng)用的一個主要因素。

高軟化點瀝青在鉆井液中使用時，要求以極小的顆粒分散到泥漿體系中，這樣既可以保證瀝青分散均勻，又可以避免聚結(jié)成大的塊狀物堵塞振動篩而造成無法使用等問題的發(fā)生。通常情況下，瀝青顆粒的粒徑要求在150μm以下，甚至120μm以下方具有良好的使用效果。

然而，瀝青屬于熱敏性材料，在粉碎或超細(xì)粉碎時，會增加很大成本。即使能夠得到細(xì)小的瀝青顆粒，要想在水基鉆井液中穩(wěn)定分散也是很不容易的。如果不能穩(wěn)定分散就無法在井下起到封堵和降濾失的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)制備高軟化點瀝青工藝復(fù)雜，而且水基鉆井液中使用的瀝青產(chǎn)品軟化點低，顆粒較大，在鉆井液中分散性能不好，不能很好的滿足鉆井液的封堵、防塌，穩(wěn)定井壁，降低濾失量的使用性能等問題，本發(fā)明提供了一種改性環(huán)氧瀝青、水基鉆井液及其制備方法。該水基鉆井液中包含改性環(huán)氧瀝青顆粒，且能夠使其在鉆井液中穩(wěn)定分散，該改性環(huán)氧瀝青具有一定的彈性變形能力，抗高溫性能優(yōu)良，能夠提高鉆井液的封堵、防塌，穩(wěn)定井壁，降低濾失量等性能。

本發(fā)明第一方面提供了一種改性環(huán)氧瀝青，按重量份數(shù)計，包括以下組分：

基質(zhì)瀝青 100份，

增容劑 1~20份，