CN119490829A - 一种高密度油基钻井液用高温稳定剂、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高密度油基钻井液用高温稳定剂，由混合组分形成；所述混合组分包括：十二烷基苯磺酸、碱性化合物、水、油包水型乳化剂与油相组分；所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物。与现有技术相比，本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂含有的十二烷基苯磺酸盐属于多元金属皂盐，分子中含有两个以上烃链，更亲油，不仅适于在W/O型的油基钻井液体系中使用，还使稳定剂兼具抗高温、润湿、增粘功能，配制体系不需要再添加别的辅乳、润湿剂及增粘剂，配制简单、便于现场操作，有利于降本增效。

Description

一种高密度油基钻井液用高温稳定剂、其制备方法及应用

技术领域

本发明属于石油天然气深井、超深井钻探油基钻井液应用技术领域，尤其涉及一种高密度油基钻井液用高温稳定剂、其制备方法及应用。

背景技术

随着国民经济对石油天然气能源需求的增加，非常规油气及特深层油气已成为我国能源供应的重要来源。国内外不断加大深部地层油气藏的勘探开发，深井、超深井也越来越多，钻探过程中面临地层压力大、井下温度高，泥页岩地层高水敏、易坍塌，盐膏层地层易蠕变等难题，面对此类高温高压易坍塌地层需要使用抗高温的高密度钻井液体系，而在抗高温、抑制性等方面油基钻井液体系更具有优势，但高密度油基钻井液体系也存在着高温环境下乳化性能下降、流变性变差和沉降不稳定性等问题，是亟待解决的课题。

配制抗高温的高密度油基钻井液体系，不仅需要抗高温的乳化剂，具有润湿功能的处理剂也是必不可少的，十二烷基苯磺酸盐可被用来当做具有润湿功能的辅助乳化剂使用。公开号为CN111057527A的中国专利公开了一种高密度油基钻井液及其制备方法，所用主乳化剂由高级脂肪酸酯二乙烯三胺、顺丁烯聚酰胺、聚氧乙烯醚组成，辅乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，通过主辅乳搭配提高乳化稳定、耐温性，钻井液加重密度达2.0～2.5g/cm³，但配制温度只有150℃，还不能完全满足高温深井的需要。并且十二烷基苯磺酸钠属于一元金属皂，分子中只有一个烃链，更亲水，容易形成O/W型乳状液，但不太适合在W/O型的油基钻井液体系中使用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种兼具抗高温、润湿与增粘功能的高密度油基钻井液用高温稳定剂、其制备方法及应用。

本发明提供了一种高密度油基钻井液用高温稳定剂，由混合组分形成；所述混合组分包括：十二烷基苯磺酸、碱性化合物、水、油包水型乳化剂与油相组分；所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物。

优选的，所述混合组分包括：

优选的，所述碱性化合物选自氧化钙、氧化镁、氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁与氢氧化铝中的一种或多种；

所述油包水型乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯；

所述油相组分为白油。

优选的，所述油包水型乳化剂选自Span-20、Span-80与Span-85中的一种或多种；

所述油相组分为3#白油。

本发明还提供了一种上述高密度油基钻井液用高温稳定剂的制备方法，包括以下步骤：

S1)将十二烷基苯磺酸、碱性化合物与部分油相组分混合，得到混合组分；

S2)在搅拌的条件下，将水加入混合组分中进行反应，然后加入余下的油相组分与油包水型乳化剂，得到高密度油基钻井液用高温稳定剂。

优选的，所述部分油相组分与余下的油相组分的质量比为1：(1～3)；

所述步骤S2)中反应的时间为0.5～1.5h。

本发明还提供了一种高密度油基钻井液，包括权上述高密度油基钻井液用高温稳定剂。

优选的，还包括式(I)所示的乳化剂：

其中，R₁为C14～C22的烷基；R₂为C1～C8的亚烷基；

A₁为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚杂环基；

A₂与A₂'各自独立地选自H或式(II)所示的基团，且不同时为H；

R₃为取代或未取代的C1～C12的烷基；

所述取代的亚苯基与取代的亚杂环基中的取代基各自独立地选自C1～C5的烷基；

所述取代的C1～C12的烷基中的取代基选自氨基或羟基。

优选的，所述高密度油基钻井液用高温稳定剂的质量为高密度油基钻井液质量的3％～5％；

所述式(I)所示的乳化剂的质量为高密度油基钻井液质量的4％～6％。

优选的，所述高密度油基钻井液的油水比为85：15～95：5；

所述高密度油基钻井液的密度为2.0～2.5g/cm³；

所述高密度油基钻井液的老化温度为180℃～220℃。

本发明提供了一种高密度油基钻井液用高温稳定剂，由混合组分形成；所述混合组分包括：十二烷基苯磺酸、碱性化合物、水、油包水型乳化剂与油相组分；所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物。与现有技术相比，本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂含有的十二烷基苯磺酸盐属于多元金属皂盐，分子中含有两个以上烃链，更亲油，不仅适于在W/O型的油基钻井液体系中使用，还使稳定剂兼具抗高温、润湿、增粘功能，配制体系不需要再添加别的辅乳、润湿剂及增粘剂，配制简单、便于现场操作，有利于降本增效。

进一步，本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂可与式(I)所示的乳化剂在高温下形成协同增效作用，进一步增强体系的抗高温增粘能力，克服因高温引起的破乳及体系粘切快速下降导致的体系失稳，从而维持高温下高密度体系所需要的粘切进而提高体系的乳化、悬浮稳定性。

实验结果表明，以本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂与式(I)所示的乳化剂为关键处理剂配制的密度为2.0～2.5g/cm³的高密度油基钻井液体系220℃恒温滚动16h未发生破乳沉降现象，各项性能良好；200℃恒温滚动72h仍能保持各项性能稳定，为解决深井、超深井钻探中高密度油基钻井液高温破乳、流变性变差、重晶石沉降等问题带来可能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种高密度油基钻井液用高温稳定剂，由混合组分形成；所述混合组分包括：十二烷基苯磺酸、碱性化合物、水、油包水型乳化剂与油相组分；所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物。

按照本发明，所述混合组分优选包括：

按照本发明，所述十二烷基苯磺酸在混合组分中的含量优选为80～120重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述十二烷基苯磺酸在混合组分中的含量具体为100重量份、80重量份、90重量份、130重量份、70重量份或120重量份。

按照本发明，所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物；所述多元碱优选为多元弱碱，更优选为氢氧化钙、氢氧化镁与氢氧化铝中的一种或多种；所述多元碱对应的氧化物优选为多元弱碱对应的氧化物，更优选为氧化钙、氧化镁与氧化铝中的一种或多种；十二烷基苯磺酸可与碱性化合物反应生成具有抗高温、润湿功效的十二烷基苯磺酸多元金属皂盐；所述碱性化合物在混合组分中的含量优选为6～10重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述碱性化合物在混合组分中的含量具体为6重量份、9重量份、8重量份、10重量份或4重量份。

按照本发明，所述水优选为纯净水；所述水在混合组分中的含量优选为6～8重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述水在混合组分中的含量具体为8重量份、6重量份、7重量份、9重量份或5重量份。

按照本发明，所述油包水型乳化剂优选为失水山梨醇脂肪酸酯，其具有乳化、增粘的功效，通过乳化作用可促进产品各组分的相溶性，使产品更加均匀稳定，在本发明中更优选为Span-20、Span-80与Span-85中的一种或多种；所述油包水型乳化剂在混合组分中的含量优选为7～11重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述油包水型乳化剂在混合组分中的含量具体为10重量份、7重量份、9重量份、12重量份、6重量份或11重量份。

所述油相组分起到分散、稀释的作用，使得高温稳定剂具有良好的流动性，以便于现场使用，在本发明中，所述油相组分优选为白油，更优选为3#白油；所述油相组分在混合组分中的含量优选40～60重量份；在本发明提供的一些实施例中，所述油相组分在混合组分中的含量具体为50重量份、40重量份、45重量份、65重量份、35重量份或60重量份。

本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂含有的十二烷基苯磺酸盐属于多元金属皂盐，分子中含有两个以上烃链，更亲油，不仅适于在W/O型的油基钻井液体系中使用，还使稳定剂兼具抗高温、润湿、增粘功能，配制体系不需要再添加别的辅乳、润湿剂及增粘剂，配制简单、便于现场操作，有利于降本增效。

本发明还提供了一种上述高密度油基钻井液用高温稳定剂的制备方法，包括以下步骤：S1)将十二烷基苯磺酸、碱性化合物与部分油相组分混合，得到混合组分；S2)在搅拌的条件下，将水加入混合组分中进行反应，然后加入余下的油相组分与油包水型乳化剂，得到高密度油基钻井液用高温稳定剂。

其中，本发明对所述原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可；所述十二烷基苯磺酸、碱性化合物、油相组分、水与油包水型乳化剂的种类及含量均同上所述，在此不再赘述。

将十二烷基苯磺酸、碱性化合物与部分油相组分混合，得到混合组分。

在搅拌的条件下，将水加入混合组分中进行反应；所述搅拌的转速优选为200～350rpm，更优选为220～320rpm，再优选为250～300rpm；由于加入水后的反应属于放热反应，产生的热量能够促进十二烷基苯磺酸与碱性化合物的反应；在本发明中，所述水优选缓慢加入，以控制反应速度，使反应更加温和；所述反应的时间优选为0.5～1.5h，更优选为0.8～1.5h。

然后加入余下的油相组分与油包水型乳化剂，得到高密度油基钻井液用高温稳定剂；所述部分油相组分与余下的油相组分的质量比优选为1：(1～3)，更优选为1：(1.6～2.5)；在本发明提供的一些实施例中，所述部分油相组分与余下的油相组分的质量比具体为1：2、3：7、3：5、4：9或1：2.5；在本发明中，优选先加入余下的油相组分，再加入油包水型乳化剂；加入油包水型乳化剂后优选搅拌1～2h，得到高密度油基钻井液用高温稳定剂。

本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂制备方法简单，易于操作，通过自热反应即可完成，不需要加热设备，节能环保便于生产。

本发明制备的高温稳定剂为一种乳白色到浅黄色液体，通过十二烷基苯磺酸与多元碱中和反应得到具有抗高温和润湿功能的阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸多元金属皂盐，失水山梨醇脂肪酸酯属于非离子型表面活性剂具有乳化、增粘功能，在产品制备过程中可以通过乳化作用促进各组分的相溶性，使产品更加均匀稳定，白油起到分散、稀释的作用，使得产品具有良好的流动性，便于现场使用。

本发明还提供了一种高密度油基钻井液，包括上述的高密度油基钻井液用高温稳定剂。

按照本发明，所述高密度油基钻井液用高温稳定剂的质量优选为高密度油基钻井液质量的3％～5％。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括式(I)所示的乳化剂：

其中，R₁为C9～C22的烷基，优选为C14～C22的烷基；R₂为C1～C8的亚烷基。

A₁为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚杂环基；所述取代的亚苯基与取代的亚杂环基中的取代基各自独立地为C1～C5的烷基，优选为C1～C3的烷基，更优选为甲基；所述亚杂化基优选为亚杂五元环基或亚杂六元环基；所述亚杂环基中的杂原子为本领域技术人员熟知的杂原子即可，并无特殊的限制，本发明中优选为O、S或N；在本发明中，所述亚杂环基优选为亚吡啶基；所述A₁最优选为亚甲苯基或亚吡啶基，进一步具体为：

A₂与A₂'各自独立地为H或式(II)所示的基团，且不同时为H。

R₃为取代或未取代的C1～C12的烷基；所述取代的C1～C12的烷基中的取代基优选为氨基或羟基。

在本发明中，所述式(I)所示的乳化剂优选按照以下步骤制备：将二氨基化合物与二元酸混合加热反应，然后加入脂肪胺继续加热反应，最后加入烷基磺酸类化合物反应后，得到式(I)所示的乳化剂；所述二氨基化合物优选为二氨基甲苯和/或二氨基吡啶，更优选为2,6二氨基甲苯和/或2,6二氨基吡啶；所述二元酸优选为C3～C10二元脂肪酸中的一种或多种，更优选为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸与癸二酸中的一种或所种；所述脂肪胺优选为C9～C22脂肪胺中的一种或多种，更优选为C14～C22脂肪胺中的一种或多种，再优选为十四胺、十六胺、油胺、十八胺、二十胺与二十二胺中的一种或多种；所述烷基磺酸类化合物中碳原子的数优选为1～12；在本发明中，所述烷基磺酸类化合物具体优选为甲磺酸、牛磺酸、3-羟基丙磺酸、1-丁磺酸、磺酸己烷、辛基磺酸、十二烷基磺酸与十二烷基苯磺酸中的一种或多种；所述二氨基化合物、二元酸、脂肪胺与烷基磺酸类化合物的摩尔比优选为1：(1.5～2)：(0.5～1)：(1～2)；所述混合加热反应、继续加热反应与加入烷基磺酸类化合物反应的温度各自独立地优选为140℃～180℃；所述混合加热反应、继续加热反应与加入烷基磺酸类化合物反应的时间各自独立地优选为2～4h；所述混合加热反应、继续加热反应与加入烷基磺酸类化合物反应均优选在搅拌条件下进行；加入烷基磺酸类化合物反应后，优选室温冷却后，得到黑棕色固体乳化剂即为式(I)所示的乳化剂。

所述式(I)所示的乳化剂的质量优选为高密度油基钻井液质量的4％～6％。

本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂可与式(I)所示的乳化剂在高温下形成协同增效作用，进一步增强体系的抗高温增粘能力，克服因高温引起的破乳及体系粘切快速下降导致的体系失稳，从而维持高温下高密度体系所需要的粘切进而提高体系的乳化、悬浮稳定性。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括基油；所述基油优选为柴油和/或白油，更优选为0#柴油或3#白油。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括水相；所述水相优选为氯化钙水溶液；所述氯化钙水溶液的质量浓度优选为20％～30％，更优选为25％。

按照本发明，所述高密度油基钻井液的油水比优选为85：15～95：5。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括增粘剂；所述增粘剂在高密度油基钻井液中的含量优选为4～8g/mL，更优选为4～7.6g/mL；所述增粘剂为本领域技术人员熟知的增粘剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为有机土。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括降滤失剂；所述降滤失剂在高密度油基钻井液中的含量优选为3～13g/mL，更优选为5～10g/mL，再优选为7～9g/mL，最优选为8g/mL；所述降滤失剂为本领域技术人员熟知的降滤失剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氧化沥青。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括碱度调节剂；所述碱度调节剂在高密度油基钻井液中的含量优选为3～10g/mL，更优选为5～8g/mL，再优选为6g/mL；所述碱度调节剂优选为氧化钙和/或氧化镁。

按照本发明，所述高密度油基钻井液优选还包括加重剂；通过加重剂调节钻井液的密度；所述加重剂为本领域技术人员熟知的加重剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为重晶石、铁矿粉与四氧化三锰中的一种或多种。

按照本发明，所述高密度油基钻井液的密度优选为2.0～2.5g/cm³。

按照本发明，所述高密度油基钻井液的老化温度优选为180℃～220℃。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供一种高密度油基钻井液用高温稳定剂、其制备方法及应用进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售，严格执行行业标准；其中，十二烷基苯磺酸购自临沂市绿森化工有限公司(96％有效含量)，工业品；失水山梨醇脂肪酸酯购自江苏省海安石油化工厂，工业品；氧化钙、氧化镁、氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、十二烷基苯磺酸钠均购自国药试剂，化学纯；白油购自湖北荆门石化的3#白油，工业品；氧化沥青为濮阳市美景化工物资有限公司。实施例7～实施例12所用抗高温乳化剂按照申请号为2021114686473的中国专利中实施例1进行制备。

以下实施例制备的高密度油基钻井液用高温稳定剂的性能将通过所配制的抗高温的高密度油基钻井液高温老化后的沉降稳定性、流变性、电稳定性等来体现。

实施例1

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入100g十二烷基苯磺酸、15g白油、6g氧化镁搅拌均匀，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入8g纯净水反应0.8h，反应完毕后再加入35g白油混合均匀，最后加入10g Span-85搅拌1h，制得高温稳定剂W1。

实施例2

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入80g十二烷基苯磺酸、15g白油、9g氢氧化钙搅拌均匀，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入6g纯净水反应1h，反应完毕后再加入25g白油混合均匀，最后加入7g Span-80搅拌1.5h，制得高温稳定剂W2。

实施例3

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入90g十二烷基苯磺酸、15g白油搅拌均匀，然后边搅拌边缓慢加入8g氢氧化镁，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入7g纯净水反应1.5h，反应完毕后再加入30g白油混合均匀，最后加入9g Span-85搅拌2h，制得高温稳定剂W3。

实施例4

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入130g十二烷基苯磺酸、20g白油搅拌均匀，然后边搅拌边缓慢加入10g氢氧化铝，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入9g纯净水反应1h，反应完毕后再加入45g白油混合均匀，最后加入12g Span-20搅拌1h，制得高温稳定剂W4。

实施例5

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入70g十二烷基苯磺酸、10g白油搅拌均匀，然后边搅拌边缓慢加入4g氧化铝，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入5g纯净水反应1.5h，反应完毕后再加入25g白油混合均匀，最后加入6g Span-80搅拌2h，制得高温稳定剂W5。

实施例6

在装有搅拌棒、温度计的反应器中，先后加入120g十二烷基苯磺酸、20g白油搅拌均匀，然后边搅拌边缓慢加入10g氧化钙，固液混合均匀后边搅拌边缓慢滴入8g纯净水反应1h，反应完毕后再加入40g白油混合均匀，最后加入11g Span-20搅拌2h，制得高温稳定剂W6。

实施例7

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.2g/cm³)：

基液(3#白油)：170mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：20mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(190份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：7.6g/mL；

抗高温固体乳化剂：11.4g/mL；

高温稳定剂(实施例1制备得到)：5.7g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：7.6g/mL；

氧化钙：5.7g/mL；

重晶石：550g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液3#白油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.2g/cm³，高速搅拌20min，装入老化罐中于200℃滚动老化16h，得到抗高温的高密度油基钻井液。

实施例8

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.5g/cm³)：

基液(0#柴油)：180mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：20mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(200份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：4g/mL；

抗高温固体乳化剂：8g/mL；

高温稳定剂(实施例2制备得到)：10g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：8g/mL；

氧化钙：6g/mL；

重晶石：850g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液0#柴油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.5g/cm³，高速搅拌20min，装入老化罐中于180℃滚动老化16h，得到抗高温的高密度油基钻井液。

实施例9

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.4g/cm³)：

基液(0#柴油)：190mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：10mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(200份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：4g/mL；

抗高温固体乳化剂：12g/mL；

高温稳定剂(实施例3制备得到)：9g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：8g/mL；

氧化钙：6g/mL；

重晶石：740g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液0#柴油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.4g/cm³，高速搅拌20min，装入老化罐中于220℃滚动老化16h，得到抗高温的高密度油基钻井液。

实施例10

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.5g/cm³)：

基液(3#白油)：180mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：20mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(200份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：4g/mL；

抗高温固体乳化剂：12g/mL；

高温稳定剂(实施例4制备得到)：10g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：8g/mL；

氧化钙：6g/mL；

重晶石：850g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液3#白油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.5g/cm³，高速搅拌20min，装入老化罐中于210℃滚动老化16h，得到抗高温的高密度油基钻井液。

实施例11

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.3g/cm³)：

基液(0#柴油)：170mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：30mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(200份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：6g/mL；

抗高温固体乳化剂：10g/mL；

高温稳定剂(实施例5制备得到)：8g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：8g/mL；

氧化钙：6g/mL；

重晶石：640g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液0#柴油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.3g/cm³，高速搅拌20min，装入老化罐中于190℃滚动老化16h，得到抗高温的高密度油基钻井液。

实施例12

一种抗高温的高密度油基钻井液配方(配制密度2.4g/cm³)：

基液(3#白油)：180mL；

质量分数为25％的CaCl₂水溶液：20mL；

以及基于基液和CaCl₂水溶液的总体积分数(200份)，为下述质量体积比的各组分：

有机土：4g/mL；

抗高温固体乳化剂：12g/mL；

高温稳定剂(实施例6制备得到)：10g/mL；

氧化沥青(降滤失剂)：8g/mL；

氧化钙：8g/mL；

重晶石：730g/mL。

制备方法：

将所述体积份数的基液3#白油加入高搅杯中，然后边搅拌边加入所述质量体积比的抗高温固体乳化剂高速搅拌10min(搅拌速度11000r/min，下同)，然后在高速搅拌的条件下加入所述质量体积比的CaCl₂水溶液高速搅拌20min；然后加入所述质量体积比的有机土高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的降滤失剂高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的CaO高速搅拌5min；然后加入所述质量体积比的高温稳定剂高速搅拌10min；然后加入所述质量体积比的重晶石将钻井液密度调至2.4g/cm³，高速搅拌20min。

按照上述制备方法配制三份同样的浆：

第一份装入老化罐中于200℃老化16h。

第二份装入老化罐中于200℃老化72h。

第三份装入老化罐中于200℃老化16h，取出冷却到60℃左右，高速搅拌10min后继续装入老化罐在200℃静置24h，静置结束后取出，自然冷却到60℃左右开罐，将玻璃棒放入老化罐观察浆体的沉降稳定性。

本实施例意在同时测试提供的抗高温高密度油基钻井液体系的长期抗高温能力和沉降稳定性。

比较例1

按照实施例12所述的方法制备得到抗高温的高密度油基钻井液，与实施例12不同的是，不添加高温稳定剂。

比较例2

按照实施例12所述的方法制备得到抗高温的高密度油基钻井液，与实施例12不同的是，将10g高温稳定剂替换为10g十二烷基苯磺酸钠(国药试剂，化学纯)

实施例13

按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液》的方法，对实施例7～12和比较例1～2制备得到的高密度油基钻井液的性能分别进行抗高温性能检测，检测结果如表1所示。

表1高密度油基钻井液的抗高温性能检测结果

注：AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，Q_10s为初切，HTHP_FL为高温高压滤失量，ES为破乳电压，。

由表1可知，本发明提供的高密度油基钻井液用高温稳定剂兼具抗高温、润湿、增粘功能，与抗高温乳化剂配合使用能够配制出具有抗高温性能的高密度油基钻井液体系，在温度为180℃～220℃、密度2.2～2.5g/cm³范围内能够很好地维持体系的乳化稳定性、悬浮稳定性及流变性，200℃恒温滚动72h也能保持各项性能稳定，200℃滚动16h再静置24h也能轻松搅动。通过实施例12和比较例1的数据对比可以看出，本发明与抗高温乳化剂具有良好的协同增效作用，能够使高密度油基钻井液体系具有更好的抗温性和乳化、悬浮稳定性，能够满足高温深井钻探的需要。通过实施例12和比较例2的数据对比可以看出，含有十二烷基苯磺酸多元金属皂盐的高温稳定剂对高温油基钻井液体系的乳化稳定性明显优于十二烷基苯磺酸钠。

以上公开的本发明优选实施方式只是用于帮助阐述本发明，但是，本发明并不限于此。所述领域的技术人员可以理解，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行修改，或者对部分技术特征以任何其它方式进行组合，这些修改或组合并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施技术方案的精神和范围，应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种高密度油基钻井液用高温稳定剂，其特征在于，由混合组分形成；所述混合组分包括：十二烷基苯磺酸、碱性化合物、水、油包水型乳化剂与油相组分；所述碱性化合物为多元碱和/或多元碱对应的氧化物。

2.根据权利要求1所述的高密度油基钻井液用高温稳定剂，其特征在于，所述混合组分包括：

3.根据权利要求1所述的高密度油基钻井液用高温稳定剂，其特征在于，所述碱性化合物选自氧化钙、氧化镁、氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁与氢氧化铝中的一种或多种；

所述油包水型乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯；

所述油相组分为白油。

4.根据权利要求3所述的高密度油基钻井液用高温稳定剂，其特征在于，所述油包水型乳化剂选自Span-20、Span-80与Span-85中的一种或多种；

所述油相组分为3#白油。

5.一种权利要求1所述的高密度油基钻井液用高温稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)将十二烷基苯磺酸、碱性化合物与部分油相组分混合，得到混合组分；

S2)在搅拌的条件下，将水加入混合组分中进行反应，然后加入余下的油相组分与油包水型乳化剂，得到高密度油基钻井液用高温稳定剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述部分油相组分与余下的油相组分的质量比为1：(1～3)；

所述步骤S2)中反应的时间为0.5～1.5h。

7.一种高密度油基钻井液，其特征在于，包括权利要求1～4任意一项所述的高密度油基钻井液用高温稳定剂或权利要求5或6所述制备方法制备的高密度油基钻井液用高温稳定剂。

8.根据权利要求7所述的高密度油基钻井液，其特征在于，还包括式(I)所示的乳化剂：

其中，R₁为C14～C22的烷基；R₂为C1～C8的亚烷基；

A₁为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚杂环基；

A₂与A₂'各自独立地选自H或式(II)所示的基团，且不同时为H；

R₃为取代或未取代的C1～C12的烷基；

所述取代的亚苯基与取代的亚杂环基中的取代基各自独立地选自C1～C5的烷基；

所述取代的C1～C12的烷基中的取代基选自氨基或羟基。

9.根据权利要求8所述的高密度油基钻井液，其特征在于，所述高密度油基钻井液用高温稳定剂的质量为高密度油基钻井液质量的3％～5％；

所述式(I)所示的乳化剂的质量为高密度油基钻井液质量的4％～6％。

10.根据权利要求7所述的高密度油基钻井液，其特征在于，所述高密度油基钻井液的油水比为85：15～95：5；

所述高密度油基钻井液的密度为2.0～2.5g/cm³；

所述高密度油基钻井液的老化温度为180℃～220℃。