一種基于油基鉆井液的乳化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于油基鉆井液的乳化劑，該乳化劑包括妥爾油脂肪酸、多元胺、氯乙酸酰胺、表面活性劑和有機(jī)溶劑，同時(shí)，本發(fā)明還提供了基于油基鉆井液的乳化劑制備方法。本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑為一體化乳化劑，具有乳液穩(wěn)定、破乳電壓高的特點(diǎn)；該化乳化劑能夠減少鉆井液中乳化劑的添加次數(shù)和添加量，從而能夠減少鉆井成本；一體化乳化劑還能夠減少現(xiàn)場操作特別是體系維護(hù)的困難，進(jìn)而減少復(fù)雜情況的出現(xiàn)，且使用方便、有效。本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法生產(chǎn)工藝簡單、成本低。
【專利說明】
一種基于油基鉆井液的乳化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及乳化劑技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地說，涉及一種基于油基鉆井液的乳化劑 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉆井液是鉆探過程中孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液按照組成的不同分為油基 鉆井液和水基鉆井液。油基鉆井液呈現(xiàn)為乳液狀，其抗溫性能尚低的關(guān)鍵在于尚溫下油基 鉆井液的乳液是否穩(wěn)定，而穩(wěn)定乳狀液的關(guān)鍵在于是否選擇了合適的乳化劑。鉆井液乳化 劑(emulsilier fir drilling fluid)是一種用來促使兩種互不相溶的液體形成均勾混合 乳化液的處理劑，一般認(rèn)為鉆井液乳化劑的作用機(jī)理是：（1)在油/水界面形成具有一定強(qiáng) 度和緊密程度的吸附界面膜；（2)降低油水界面張力；（3)增加外相粘度，為使乳狀液保持穩(wěn) 定，可以從以上三方面阻止分散相液滴凝聚并變大，其中，在上述三個(gè)方面中，吸附膜的強(qiáng) 度最為重要，因而被認(rèn)為是乳狀液能否保持穩(wěn)定的決定性因素。
[0003] 早期的油基鉆井液，為了維持在高溫條件下油基鉆井液的穩(wěn)定性，加大了氧化瀝 青的用量，進(jìn)而使得體系的塑性粘度較高，因此，與使用水基鉆井液相比，使用油基鉆井液 的機(jī)械鉆速降低。為了提高機(jī)械鉆速，從70年代中期開始，較廣泛地使用了低膠質(zhì)油包水乳 化鉆井液，但現(xiàn)有的低膠質(zhì)油基鉆井液體系也存在濾失控制、流變性調(diào)節(jié)、乳狀液的穩(wěn)定性 等技術(shù)難度較大的問題，而高溫條件下乳狀液失穩(wěn)則是急需解決的首要問題。通常的油基 體系用做深井高溫鉆井液時(shí)，為了維持體系穩(wěn)定，需要加大氧化瀝青或乳化劑的用量，然 而，加大氧化瀝青的用量不利于鉆井提速，加大乳化劑的用量則會(huì)增加鉆井成本。
[0004] 目前，乳化劑在生產(chǎn)制備時(shí)，國內(nèi)常用植物油、環(huán)烷酸等作原料，國外一般用妥爾 油作原料。在原料不作任何處理直接用作乳化劑的情況下，妥爾油的乳化效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 植物油酸、環(huán)燒酸。使用安爾油制備的乳化劑目如分二類：1、精煉安爾油脂肪酸;2、安爾油 脂肪酸與烷基胺生成的單尾單頭的酰胺或咪唑啉類表面活性劑;3、妥爾油脂肪酸與烷基胺 生成小分子量的多尾多頭或多尾單頭表面活性劑。但是，上述三類乳化劑均分為主乳化劑 和輔乳化劑，主乳化劑和輔乳化劑會(huì)增加現(xiàn)場操作特別是體系維護(hù)的困難，現(xiàn)場人員難以 掌握維護(hù)方法，容易出現(xiàn)復(fù)雜情況。同時(shí)，在制備油基鉆井液乳化劑時(shí)，主乳化劑和輔乳化 劑還會(huì)生產(chǎn)工序和產(chǎn)品成本，且加入大量的乳化劑會(huì)使破乳電壓變低，不利于鉆井液體系 的穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于油基鉆井液的乳化劑及其制備方法，以解決背景技 術(shù)所述的現(xiàn)有鉆井液乳化劑成本較高的問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于油基鉆井液的乳化劑，所述乳化劑包括妥爾油脂肪酸、多元胺、氯乙酸酰 胺、表面活性劑和有機(jī)溶劑，其中，所述妥爾油脂肪酸與所述多元胺的質(zhì)量比為4:1-3:1;所 述妥爾油脂肪酸與所述多元胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與所述氯乙酸酰胺的質(zhì) 量比為1:1;所述脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與所述氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的妥爾油脂肪酸酰胺 與所述表面活性劑的質(zhì)量比為99:1;所述妥爾油脂肪酸酰胺與所述表面活性劑反應(yīng)所生成 的乳化劑有效組分與所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為8:1-10:1。
[0008] 進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑中，多元胺采用烷基胺，優(yōu)選地 為十八胺、多乙烯多胺或二苯基甲烷二胺。
[0009] 進(jìn)一步，在破乳電壓，氯乙酸酰胺為脂肪胺與氯乙酸在堿性條件下的反應(yīng)產(chǎn)物。在 制備氯乙酸酰胺的過程中，脂肪胺可以為伯胺、仲胺或叔胺，在本發(fā)明中，優(yōu)選地采用伯胺。
[0010] 進(jìn)一步，在本發(fā)明的妥爾油脂肪酸酰胺中加入表面活性劑完成了乳化劑的復(fù)配。 乳化劑的復(fù)配主要表現(xiàn)了所形成乳狀液的電穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電穩(wěn)定性由破乳電壓進(jìn) 行表征，熱穩(wěn)定性通常是將乳狀液在高溫狀態(tài)下老化一段時(shí)間后，看其是否有破乳、分層等 現(xiàn)象，但由于該方法費(fèi)時(shí)、不準(zhǔn)確、無法量化，因而不能夠很好的量化比較，然而，良好熱穩(wěn) 定性的乳狀液在一定程度上能夠起到降低濾失量的作用，因而在其余條件相同的情況下， 不同乳狀液具有不同的濾失量，因此，熱穩(wěn)定性可以由濾失量的不同進(jìn)行表征。在本發(fā)明 中，表面活性劑為高級(jí)脂肪醇硫酸酯類、烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物或者非離子表 面活性劑，如十二烷基硫酸鈉、十六醇硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、聚 乙二醇、脂肪酸甘油酯等。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表征，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與妥爾油脂肪酸酰胺復(fù) 配具有很好的熱穩(wěn)定性，且破乳電壓也較高，因此，在本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化 劑中表面活性劑優(yōu)選為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉。
[0011] 進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑中，有機(jī)溶劑為多元醇或多元 醇醚，如乙二醇、1，2-丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚等。
[0012] 本發(fā)明還提供了基于油基鉆井液的乳化劑制備方法，該制備方法包括：
[0013] S01:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和多元胺的質(zhì)量比 為4:1-3:1加入所述多元胺，升溫至170-180°(：后保溫反應(yīng)3-51 1，得到脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物；
[0014] S02:在所述脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì) 量比為1:1添加所述氯乙酸酰胺，并在溫度為170-180°c條件下保溫反應(yīng)1-2h，得到妥爾油 脂肪酸酰胺；
[0015] S03:將所述妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的所述妥爾油脂肪酸酰胺 中按照妥爾油脂肪酸酰胺和表面活性劑的質(zhì)量比為99:1添加所述表面活性劑，常溫下復(fù)配 攪拌0.5-lh，得到乳化劑有效組分；
[0016] S04:在所述乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為8:1_ 10:1添加所述有機(jī)溶劑，常溫下反應(yīng)0.5-lh，得到油基鉆井液乳化劑。
[0017] 在上述制備方法中，優(yōu)選地，妥爾油脂肪酸和多元胺的質(zhì)量比為4:1，妥爾油脂肪 酸和多元胺的反應(yīng)溫度為175°C;乳化劑有效組分和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為8:1;妥爾油脂肪 酸和多元胺的反應(yīng)溫度為4h，脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的反應(yīng)溫度為lh。
[0018] 本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑為一體化乳化劑，具有乳液穩(wěn)定、破乳電 壓高的的特點(diǎn)；本發(fā)明提供的化乳化劑能夠減少鉆井液中乳化劑的添加次數(shù)和添加量，從 而能夠減少鉆井成本;一體化乳化劑還能夠減少現(xiàn)場操作特別是體系維護(hù)的困難，進(jìn)而減 少復(fù)雜情況的出現(xiàn)，且使用方便、有效。本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法生 產(chǎn)工藝簡單、成本低，具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng) 的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑及其制備方法，解決了現(xiàn)有鉆井液 乳化劑成本較高的問題。
[0022] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，并使本發(fā)明實(shí) 施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù) 方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023] 請(qǐng)參考附圖1，附圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑制備方 法的流程示意圖，以下具體實(shí)施例的描述均以附圖1為基礎(chǔ)。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于油基鉆井液的乳化劑，該乳化劑包括妥爾油脂肪 酸、多乙烯多胺、氯乙酸酰胺、高級(jí)脂肪醇硫酸酯類和多元醇，其中，妥爾油脂肪酸與多乙烯 多胺的質(zhì)量比為4:1;妥爾油脂肪酸與多乙烯多胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯 乙酸酰胺的質(zhì)量比為1:1;脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的妥爾油脂肪酸 酰胺與高級(jí)脂肪醇硫酸酯類的質(zhì)量比為99:1;妥爾油脂肪酸酰胺與高級(jí)脂肪醇硫酸酯類反 應(yīng)所生成的乳化劑有效組分與多元醇的質(zhì)量比為8:1。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了基于油基鉆井液的乳化劑的制備方法，該制備方法包括：
[0027] S101:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和多乙烯多胺的 質(zhì)量比為4:1加入多乙烯多胺，升溫至170°C后保溫反應(yīng)3h，得到脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物；
[0028] S102:在脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1添加氯乙酸酰胺，并在溫度為170°C條件下保溫反應(yīng)lh，得到妥爾油脂肪酸酰胺；
[0029] S103:將妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的妥爾油脂肪酸酰胺中按照 妥爾油脂肪酸酰胺和高級(jí)脂肪醇硫酸酯類的質(zhì)量比為99:1添加所述表面活性劑，常溫下復(fù) 配攪拌0.5h，得到乳化劑有效組分；
[0030] S104:在乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和多元醇的質(zhì)量比為8:1添加有 機(jī)溶劑，常溫下攪拌〇. 5h，得到油基鉆井液乳化劑。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于油基鉆井液的乳化劑，該乳化劑包括妥爾油脂肪 酸、二苯基甲烷二胺、氯乙酸酰胺、烷基芳基磺酸化物和多元醇醚，其中，妥爾油脂肪酸與二 苯基甲烷二胺的質(zhì)量比為3:1;妥爾油脂肪酸與二苯基甲烷二胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺 中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺的質(zhì)量比為1:1;脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的 妥爾油脂肪酸酰胺與烷基芳基磺酸化物的質(zhì)量比為99:1;妥爾油脂肪酸酰胺與表面活性劑 反應(yīng)所生成的乳化劑有效組分與多元醇醚的質(zhì)量比為10:1。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了基于油基鉆井液的乳化劑的制備方法，該制備方法包括：
[0034] S201:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和二苯基甲烷二 胺的質(zhì)量比為3:1加入二苯基甲烷二胺，升溫至180°C后保溫反應(yīng)5h，得到脂肪酸酰胺中間 產(chǎn)物；
[0035] S202:在脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1添加氯乙酸酰胺，并在溫度為180°C條件下保溫反應(yīng)1.5h，得到妥爾油脂肪酸酰胺； [0036] S203:將妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的妥爾油脂肪酸酰胺中按照 妥爾油脂肪酸酰胺和烷基芳基磺酸化物的質(zhì)量比為99:1添加烷基芳基磺酸化物，常溫下復(fù) 配攪拌lh，得到乳化劑有效組分；
[0037] S204:在乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和多元醇醚的質(zhì)量比為10:1添加 多元醇醚，常溫下攪拌0.5h，得到油基鉆井液乳化劑。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于油基鉆井液的乳化劑，該乳化劑包括妥爾油脂肪 酸、十八胺、氯乙酸酰胺、烷基萘磺酸化物和多元醇，其中，妥爾油脂肪酸與十八胺的質(zhì)量比 為4:1;妥爾油脂肪酸與十八胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1;脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的妥爾油脂肪酸酰胺與烷基萘磺酸 化物的質(zhì)量比為99:1;妥爾油脂肪酸酰胺與烷基萘磺酸化物反應(yīng)所生成的乳化劑有效組分 與多元醇的質(zhì)量比為9:1。
[0040] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了基于油基鉆井液的乳化劑的制備方法，該制備方法包括：
[0041] S301:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和十八胺的質(zhì)量 比為4:1加入十八胺，升溫至175°C后保溫反應(yīng)4h，得到脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物；
[0042] S302:在脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1添加氯乙酸酰胺，并在溫度為175°c條件下保溫反應(yīng)2h，得到妥爾油脂肪酸酰胺；
[0043] S303:將妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的妥爾油脂肪酸酰胺中按照 妥爾油脂肪酸酰胺和烷基萘磺酸化物的質(zhì)量比為99:1添加烷基萘磺酸化物，常溫下復(fù)配攪 拌lh，得到乳化劑有效組分；
[0044] S304:在乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和多元醇的質(zhì)量比為9:1添加多 元醇，常溫下攪拌0.5h，得到油基鉆井液乳化劑。
[0045] 實(shí)施例4
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于油基鉆井液的乳化劑，該乳化劑包括妥爾油脂肪 酸、十八胺、氯乙酸酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和多元醇，其中，妥爾油脂肪酸與十八胺 的質(zhì)量比為4:1;妥爾油脂肪酸與十八胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺 的質(zhì)量比為1:1;脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的妥爾油脂肪酸酰胺與脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的質(zhì)量比為99:1;妥爾油脂肪酸酰胺與脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉反 應(yīng)所生成的乳化劑有效組分與多元醇的質(zhì)量比為8:1。
[0047] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了基于油基鉆井液的乳化劑的制備方法，該制備方法包括：
[0048] S401:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和十八胺的質(zhì)量 比為4:1加入十八胺，升溫至175°C后保溫反應(yīng)4h，得到脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物；
[0049] S402:在脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1添加氯乙酸酰胺，并在溫度為175°c條件下保溫反應(yīng)1.5h，得到妥爾油脂肪酸酰胺；
[0050] S403:將妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的妥爾油脂肪酸酰胺中按照 妥爾油脂肪酸酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的質(zhì)量比為99:1添加脂肪醇聚氧乙烯醚硫 酸鈉，常溫下復(fù)配攪拌lh，得到乳化劑有效組分；
[0051] S404:在乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和多元醇的質(zhì)量比為8:1添加多 元醇，常溫下攪拌lh，得到油基鉆井液乳化劑。
[0052] 本發(fā)明實(shí)施例還對(duì)制備的油基鉆井液乳化劑進(jìn)行了指標(biāo)分析，該指標(biāo)分析根據(jù)開 平乳化劑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中，開平乳化劑的配方及其指標(biāo)請(qǐng)參考表1和表2。
[0053] 表1:開平乳化劑的配方 「00541
[0055]表2:開平乳化劑的指標(biāo) [0056]
LUU5/」 本友明買施例按照升干乳化刑稱準(zhǔn)對(duì)制爸的油.鈷開淞乳化刑在熱滾麗廟的沭 變性、YP動(dòng)切力、室溫下的破乳電壓(ES)以及濾失量(HTHP)進(jìn)行了檢測，具體檢測結(jié)果請(qǐng)參 考表3。
[0058] 表3:本發(fā)明制備的油基鉆井液乳化劑檢測結(jié)果
[0059]
'[0060]從表3中能夠看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的油基鉆井液乳化劑能夠達(dá)到開平乳化劑 的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，即流變性、YP動(dòng)切力及破乳電壓ES在熱滾前后的指標(biāo)變化不大，且高溫高壓后 的濾失量為10.8ml，沒有出現(xiàn)破乳、分層等現(xiàn)象，上述指標(biāo)均在開平乳化劑的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)內(nèi)， 由此能夠說明本發(fā)明實(shí)施例制備的油基鉆井液乳化劑具有良好的穩(wěn)定性能，能夠很好的應(yīng) 用于鉆井液。
[0061] 本發(fā)明實(shí)施例還對(duì)所制備的基于油基鉆井液的乳化劑性能進(jìn)行了研究，該性能研 究主要研究了基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基和白油基鉆井液在熱滾前后的各項(xiàng) 性能指標(biāo)。
[0062] (1)基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基鉆井液的研究
[0063]基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基鉆井液體系配方為：240ml柴油、9g乳化 劑、9g有機(jī)土、15g有機(jī)褐煤油基泥漿降濾失劑、9g氧化鈣、20 %氯化鈣溶液60ml、400g重晶 石;其中，油水比為80: 20，老化條件為150 °C X 16h，測試溫度為50°C，油基鉆井液加重密度 為1.5g/cm3,檢測HTHP的溫度為150°C、壓力為3.5MPa〇
[0064] 基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基鉆井液的檢測結(jié)果請(qǐng)參考表4。
[0065] 表4:基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基鉆井液的檢測結(jié)果
[0066]
[0067] 從表4中能夠看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑在應(yīng)用于柴油 基鉆井液時(shí)體系具有很高的破乳電壓，抗溫性能能夠達(dá)到150°C，熱滾前后流變性能穩(wěn)定， 并且具有較低的濾失量，由此能夠說明本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑和柴 油基鉆井液具有很好的配伍性。
[0068] (2)基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于白油基鉆井液的研究
[0069]基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于柴油基鉆井液體系配方為：5#白油240ml、20% CaCl2水溶液60ml、9g乳化劑、3g石灰、9g有機(jī)褐煤降濾失劑、6g有機(jī)土、3g提切劑、400g重晶 石;其中，油水比為80: 20，老化條件為150 °C X 16h，測試溫度為50°C，油基鉆井液加重密度 為1.5g/cm3,檢測HTHP的溫度為150°C、壓力為3.5MPa〇
[0070] 基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于白油基鉆井液的檢測結(jié)果請(qǐng)參考表5。
[0071] 表5:基于油基鉆井液的乳化劑應(yīng)用于白油基鉆井液的檢測結(jié)果
[0072]
[0073] 從表5中能夠看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑在應(yīng)用于白油 基鉆井液時(shí)體系具有很高的破乳電壓，抗溫性能能夠達(dá)到150°C，熱滾前后流變性能穩(wěn)定， 并且具有較低的濾失量，由此能夠說明本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑和柴 油基鉆井液具有很好的配伍性。
[0074] 通過使用本發(fā)明實(shí)施例所制備的基于油基鉆井液的乳化劑研究柴油基和白油基 鉆井液在熱滾前后的各項(xiàng)性能指標(biāo)，得知本發(fā)明實(shí)施例制備的基于油基鉆井液的乳化劑在 鉆井液體系中有很高的破乳電壓，抗溫性能能夠達(dá)到150°C，熱滾前后流變性能穩(wěn)定，并且 具有較低的濾失量，且本發(fā)明實(shí)施例提供的基于油基鉆井液的乳化劑為一體化乳化劑，具 有乳液穩(wěn)定、破乳電壓高的特點(diǎn)；該化乳化劑能夠減少鉆井液中乳化劑的添加次數(shù)和添加 量，從而能夠減少鉆井成本;一體化乳化劑還能夠減少現(xiàn)場操作特別是體系維護(hù)的困難，進(jìn) 而減少復(fù)雜情況的出現(xiàn)，且使用方便、有效。本發(fā)明提供的基于油基鉆井液的乳化劑制備方 法生產(chǎn)工藝簡單、成本低。
[0075] 以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述乳化劑包括妥爾油脂肪酸、多元 胺、氯乙酸酰胺、表面活性劑和有機(jī)溶劑，其中， 所述妥爾油脂肪酸與所述多元胺的質(zhì)量比為4:1-3:1; 所述妥爾油脂肪酸與所述多元胺反應(yīng)所生成的脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與所述氯乙酸酰 胺的質(zhì)量比為1:1; 所述脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物與所述氯乙酸酰胺反應(yīng)所生成的妥爾油脂肪酸酰胺與所述 表面活性劑的質(zhì)量比為99:1; 所述妥爾油脂肪酸酰胺與所述表面活性劑反應(yīng)所生成的乳化劑有效組分與所述有機(jī) 溶劑的質(zhì)量比為8:1-10:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述多元胺為十八 胺、多乙烯多胺或二苯基甲烷二胺。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述氯乙酸酰胺為脂 肪胺與氯乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述脂肪胺為伯胺。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述表面活性劑為高 級(jí)脂肪醇硫酸酯類、烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物或者非離子表面活性劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述表面活性劑為脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于油基鉆井液的乳化劑，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為多元 醇或多元醇醚。8. -種如權(quán)利要求1所述的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法，其特征在于，所述制備 方法包括： S01:將妥爾油脂肪酸邊攪拌邊升溫至60°C，按照妥爾油脂肪酸和多元胺的質(zhì)量比為4: 1-3:1加入所述多元胺，升溫至170-180°C后保溫反應(yīng)3-5h，得到脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物； S02:在所述脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物中按照脂肪酸酰胺中間產(chǎn)物和氯乙酸酰胺的質(zhì)量比 為1:1添加所述氯乙酸酰胺，并在溫度為170-180°C條件下保溫反應(yīng)1-2h，得到妥爾油脂肪 酸酰胺； S03:將所述妥爾油脂肪酸酰胺冷卻降至常溫，在冷卻后的所述妥爾油脂肪酸酰胺中按 照妥爾油脂肪酸酰胺和表面活性劑的質(zhì)量比為99:1添加所述表面活性劑，常溫下復(fù)配攪拌 0.5-lh，得到乳化劑有效組分； S04:在所述乳化劑有效組分中按照乳化劑有效組分和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為8:1-10:1 添加所述有機(jī)溶劑，常溫下攪拌〇.5-lh，得到油基鉆井液乳化劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法，其特征在于，所述妥爾油 脂肪酸和所述多元胺的質(zhì)量比為4:1，所述妥爾油脂肪酸和所述多元胺的反應(yīng)溫度為175 cC。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于油基鉆井液的乳化劑制備方法，其特征在于，所述乳化 劑有效組分和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為8:1。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK105907382SQ201610318669
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張振華, 華桂友, 鄭斌, 曹曉暉, 關(guān)忠良
【申請(qǐng)人】中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司鉆井液公司