[發明專利]一種油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011456745.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN114621110A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 謝建宇;王中華;劉光成;劉曉燕;吳健;張濱
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化中原石油工程有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術研究院
• 主分類號: C07C231/02
• 分類號: C07C231/02;C07C233/05;C07C235/06;C07C303/38;C07C311/09;C09K8/035;C09K8/34;C09K8/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王洋

本發明提供了一種具有式(I)結構的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑。具體制備方法為：胺基化合物、縛酸劑和含氟化合物混合，反應，得到式(I)結構的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑。本發明所得油基泡沫鉆井液用表面活性劑可降低油相表面張力，具有較強的發泡能力和泡沫穩定性，可用于油基泡沫鉆井液配制。

技術領域

本發明涉及鉆井液技術領域，尤其是涉及一種油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑及其制備方法。

背景技術

在低壓易漏地層鉆井過程中，使用常規鉆井液體系極易造成鉆井液漏失，影響井下施工安全。而泡沫鉆井液是解決上述技術難題的有效手段。但對于強水敏地層(如頁巖氣層鉆井等)，由于黏土極易水化分散，使用水基泡沫鉆井液極易引發井壁失穩。因此，在低壓強水敏地層鉆進時，必須使用油基泡沫鉆井液體系。

油基泡沫鉆井液是在油基鉆井液體系中加入具有發泡功能的表面活性劑，通過劇烈攪拌等方式將空氣裹進油基鉆井液中形成。由于表面活性劑的存在，顯著降低了氣-液之間的界面張力，最終形成了具有良好穩定性的油基泡沫。在ZL201210239981.6中公開了一種用于低壓水敏地層的鉆井液，其使用的表面活性劑是失水山梨胺脂肪酸酯；在ZL201110407297.X中公開了一種環保型抗高溫合成基泡沫鉆井液及其制備方法，其使用的表面活性劑是18～24個碳原子的烷基磺酸。這兩種表面活性劑都是長烷基碳鏈結構的表面活性劑，由于自身表面張力較大，很難降低柴油的表面張力，在柴油中的發泡能力較差，難以形成穩定的油基泡沫。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑，本發明提供的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑具有較強的發泡性能和泡沫穩定性。

本發明提供了一種具有式(I)結構的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑，包括：

其中R₁＝C_mF_2m+1C_nH_2n或m為3～8的整數，n為0～1的整數，x為2～4的整數；R₂為C6～C20的烷基、C6～C20環烷基、C6～C20的芳基；優選的，R₂為C8～C20的含長鏈或芳環結構的烷基；R₃為H、C3～C12的烷基、C3～C12的環烷基、C6～C12的芳基；Z為

優選的，所述

R₁＝C_mF_2m+1C_nH_2n或m為6～8的整數，R₂為C12～C18的烷基、C12～C18環烷基、C12～C18的芳基。

本發明提供了一種上述技術方案所述的式(I)結構的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑的制備方法，包括：

胺基化合物、縛酸劑和含氟化合物混合，反應，得到式(I)結構的油基泡沫鉆井液用含氟表面活性劑；

所述含氟化合物選自全氟丁酰氯、全氟己酰氯、全氟辛酰氯、全氟丁基磺酰氟、全氟己基磺酰氟、全氟辛基磺酰氟、全氟丁基乙酰氯、全氟己基乙酰氯、全氟辛基乙酰氯、六氟環氧丙烷二聚體、六氟環氧丙烷三聚體和六氟環氧丙烷四聚體中的一種或幾種。

優選的，所述胺基化合物選自十二胺、十四胺、十六胺、油胺、十八胺、2-苯乙胺、二正十二胺和2-辛基-1-十二胺中的一種或幾種。優選的，所述縛酸劑為吡啶或三乙胺中的一種。

優選的，所述胺基化合物、縛酸劑和含氟化合物的摩爾比為1：(1～2)：(0.5～2)。

優選的，所述反應的溫度為0～100℃；所述反應的時間為1～3h。

優選的，所述反應后還包括在室溫下用蒸餾水洗至中性。