CN102816556A - 一种油基钻井液润湿剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油基钻井液润湿剂及其制备方法。该润湿剂以长链烷基醇胺、月桂基醇胺为基本原料，经过有机合成得到一种季胺盐类有机物，然后加入一种HLB值大于14的非离子表面活性剂调节产品的HLB值，经搅拌混合，再加入白油进行调和而制得。本发明提供的润湿剂润湿率达到70％以上，且其抗高温达到200℃。该润湿剂对油基钻井液体系的稳定性、固相悬浮性、携岩性、流变性具有重要调节作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井中使用的油基钻井液，特别涉及一种润湿剂及其制备方法。
背景技术
油基钻井液是以油为连续相、多种物质组成的分散相、热力学不稳定的多相复杂体系。在油基钻井液中，润湿剂是必不可少的添加剂之一。油基钻井液润湿剂就是将油基钻井液中的固相物质的表面由亲水性转变为亲油性，从而让它们在油基钻井液中能够悬浮、分散开来，维持体系的稳定性，调节和控制钻井液的各项性能，保障钻井工程的各项工作顺利开展。
在国外，油基钻井液润湿剂(后面简称润湿剂)的研究应用非常广泛。润湿剂可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性及复配等。国外常用的润湿剂是卵磷脂，即磷脂酰胆碱，是磷脂酸结构中的磷酸基团与胆碱相连接所成的酯，具有良好的亲水性和亲油性，但价格太高。西南石油大学优选了一种阳离子表面活性剂XNWET作为润湿剂，研究结果表明，此润湿剂热稳定性好，抗温可达220℃，但没有进行工业化应用。湖北汉科新技术股份有限公司生产的润湿剂，使用效果有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种油基钻井液润湿剂及其制备方法。通过本发明的方法制得的油基钻井液润湿剂润湿率高，润湿率大于70％。该油基钻井液润湿剂能有效提高钻井液的高温稳定性和配伍性，同时提高高密度油基钻井液的流变性，降低高密度油基钻井液的粘度和切力，满足钻井工艺要求。与市场上的同类产品比较具有明显的技术优势和经济价值。
为达到以上目的，本发明提供以下技术方案。
该产品是以长链烷基醇胺、月桂基醇胺为基本原料，经过有机合成得到一种季胺盐类有机物，然后加入一种HLB值大于14的非离子表面活性剂调节产品的HLB值，经搅拌混合，再加入白油进行调和，即可得到本产品。
一种油基钻井液润湿剂的制备方法，各组分以重量份数计，包括以下步骤：
1)向反应釜中依次加入1200份长链烷基醇胺(碳原子数C12-C20)、80份纯碱和120份水；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至140℃反应1h；
3)将反应釜内的液体降温，当反应釜中的温度在80-90℃，停止降温
4)向反应釜中泵入100份月桂基醇胺；
5)对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应3h；
6)冷却导热油。至反应釜中的温度在50-60℃。
7)向反应釜泵入10份HLB值大于14的非离子表面活性剂；
8)在搅拌条件下，在釜内40℃下反应2h；
9)冷却至常温后，向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
其中所述的非离子表面活性剂为JFC。
一种油基钻井液润湿剂，由上述制备方法制得的。
一种油基钻井液润湿剂的制备方法，各组分以重量份数计，包括以下步骤：
1)向反应釜中依次加入1200份长链烷基醇胺、80份纯碱和120份水和120份月桂基醇胺；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应4h，
3)降低反应釜中的温度至50-60℃；
4)向反应釜泵入10份HLB值大于14的非离子表面活性剂；
5)在搅拌条件下，釜内40℃反应2h；
6)向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
其中所述的非离子表面活性剂为吐温T-80。
本发明的有益效果是：将本发明的方法制得的油基钻井液润湿剂应用在不同的油基钻井液体系(含不同的重晶石)中并进行了测试，润湿率均达到70％以上，且其抗高温达到200℃。该产品对油基钻井液体系的稳定性、固相悬浮性、携岩性、流变性具有重要调节作用。
对本发明的润湿剂进行了性能测试。其测试原理是将表面亲水性重晶石粉末加入不同润湿剂的油溶液中，发现重晶石颗粒最终的沉降稳定体积不同。重晶石颗粒在沉降时在沉降体积中形成了若干类似毛细管的通道，由于润湿剂改变了重晶石颗粒表面的亲水性，使得油相溶液在其中相对流动时受到的阻力不同。重晶石的润湿性越强，油相流动阻力就会越小，最终被束缚在重晶石沉降体积中的液相就会越少，使得重晶石的沉降稳定体积就小；反之，重晶石的沉降稳定体积就越大。据此，可以根据重晶石在不同润湿剂油溶液中的最终沉降体积大小差异，评价出润湿剂的润湿性能高低，从而可以方便地选择出所需要的润湿剂。本发明正是采用此原理来评价润湿剂的润湿性。
取150ml5#白油(石家庄)加入1g润湿剂样品11000RPM搅拌20min，加入10g重晶石粉(广西武宣)11000RPM搅拌20min，倒入250ml容量瓶中静置1.5h，根据上层分出油的体积V计算出润湿率。润湿率的计算公式如下：
表1各润湿剂的润湿率
加入不同润湿剂后的钻井液性能见表2。从表中可以看出，本发明的润湿剂加入后，体系的PV值明显增加，说明体系中的固相颗粒悬浮性更好。
表2含不同润湿剂的钻井液性能数据
注：热滚条件：90℃/16h，测试温度：50℃。
具体实施方式
实施例1
1)向反应釜中依次加入1200Kg长链烷基醇胺、80Kg纯碱和120Kg水；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至140℃反应1h；
3)将反应釜内的液体降温，当反应釜中的温度在80-90℃，停止降温
4)向反应釜中泵入100Kg月桂基醇胺；
5)对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应3h；
6)冷却导热油，至反应釜中的温度在50-60℃。
7)向反应釜泵入10Kg表面活性剂JFC；
8)在搅拌条件下，釜内40℃反应2h；
9)向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
实施例2
1)向反应釜中依次加入1200Kg长链烷基醇胺、80Kg纯碱和120Kg水和120Kg月桂基醇胺；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应4h，
3)降低反应釜a中的温度至50-60℃；
4)向反应釜泵入10Kg表面活性剂吐温T-80；
5)在搅拌条件下，釜内40℃反应2h；
6)向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
Claims (6)
1.一种油基钻井液润湿剂的制备方法，各组分以重量份数计，其特征在于包括以下步骤：
1)向反应釜中依次加入1200份长链烷基醇胺、80份纯碱和120份水；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至140℃反应1h；
3)将反应釜内的液体降温，当反应釜中的温度在80-90℃，停止降温；
4)向反应釜中泵入100份月桂基醇胺；
5)对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应3h；
6)冷却导热油。至反应釜中的温度在50-60℃；
7)向反应釜泵入10份HLB值大于14的非离子表面活性剂；
8)在搅拌条件下，在釜内40℃下反应2h；
9)冷却至常温后，向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述的非离子表面活性剂为JFC。
3.一种如权利要求1或2所述的制备方法制得的油基钻井液润湿剂，其润湿率达到70％以上。
4.一种油基钻井液润湿剂的制备方法，各组分以重量份数计，其特征在于包括以下步骤：
1)向反应釜中依次加入1200份长链烷基醇胺、80份纯碱和120份水和120份月桂基醇胺；
2)用导热油对反应釜进行加热，釜内搅拌加热至110℃反应4h；
3)降低反应釜中的温度至50-60℃；
4)向反应釜泵入10份HLB值大于14的非离子表面活性剂；
5)在搅拌条件下，釜内40℃反应2h；
6)向反应釜中加入150Kg白油，常温搅拌30min，润湿剂合成完毕。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述的非离子表面活性剂为吐温T-80。
6.一种如权利要求4或5所述的制备方法制得的油基钻井液润湿剂，其润湿率达到70％以上。
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