一種油基鉆井液用降粘劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種油基鉆井液用降粘劑及其制備方法。該降粘劑是一種高聚物表面活性劑，采用聚乙二醇、順丁烯二酸酐和多乙烯多胺合成三元共聚物，三者的摩爾比為1-3：2-4：3-8；反應(yīng)冷卻后得到油基鉆井液降粘劑。該降粘劑對(duì)油基鉆井液有顯著的稀釋降粘作用。
【專利說(shuō)明】一種油基鉆井液用降粘劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油基鉆井液用降粘劑及其制備方法，屬于鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉆井液在使用過(guò)程中，常常由于溫度升高，鹽侵或鈣侵，固相含量增加或處理劑失 效等原因，使鉆井液形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，鉆井液粘度、切力增加。粘度、切力過(guò)大會(huì)造成開(kāi) 泵困難，鉆屑難以除去或鉆井過(guò)程中激動(dòng)壓力過(guò)大等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致井下各種復(fù)雜 情況出現(xiàn)。因此，在鉆井液使用和維護(hù)過(guò)程中，經(jīng)常需要加入降粘劑，以降低體系的粘度和 切力，使其具有適宜的流變性。
[0003] 目前水基鉆井液降粘劑主要有丹寧類、木質(zhì)素磺酸鹽類、XY-27等。但是有關(guān)油基 鉆井液降粘劑的相關(guān)報(bào)道卻很少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種油基鉆井液用降粘劑。本發(fā)明 的降粘劑對(duì)油基鉆井液有顯著的稀釋降粘作用。
[0005] 本發(fā)明的目的還在于提供上述油基鉆井液用降粘劑的制備方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種油基鉆井液用降粘劑，其中，該降粘劑包括由聚 乙二醇、順丁烯二酸酐和多乙烯多胺組成的三元共聚物；三者的摩爾比為1-3 :2_4 :3_8。
[0007] 在上述的降粘劑中，優(yōu)選地，所采用的聚乙二醇的分子量為200-2000。
[0008] 本發(fā)明還提供了上述油基鉆井液用降粘劑的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0009] a、以柴油作為溶劑，將聚乙二醇及順丁烯二酸酐加入溶劑中混合，在攪拌狀態(tài)下， 加熱至85°C，反應(yīng)6h，得到酯類化合物；
[0010] b、向上述的酯類化合物中加入多乙烯多胺，至pH > 7為止，反應(yīng)6h,得到三元共聚 物。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該產(chǎn)品含有-0H、-C00-、-C0NH-基團(tuán)，這些基團(tuán)可以與有機(jī)土中 的有機(jī)基團(tuán)形成氫鍵，從而可以有效地拆散有機(jī)土中有機(jī)基團(tuán)和油之間的相互作用，而此 類產(chǎn)品又可以和油之間有很好的相容性，從而能很好地分散在油基鉆井液中，進(jìn)而降低油 基鉆井液的粘度。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0013] 實(shí)施例1
[0014] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0015] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0016] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為600的聚乙二醇液體300g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐70g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0017] (2)三元共聚物的合成：
[0018] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷地加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為413g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0019] 實(shí)施例2
[0020] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0021] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0022] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為600的聚乙二醇液體300g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐49g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0023] (2)三元共聚物的合成：
[0024] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷地加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為293g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0025] 實(shí)施例3
[0026] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0027] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0028] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為600的聚乙二醇液體300g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐33g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0029] (2)三元共聚物的合成：
[0030] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷的加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為366g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0033] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0034] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為300的聚乙二醇液體150g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐70g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0035] (2)三元共聚物的合成：
[0036] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷地加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為413g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0037] 實(shí)施例5
[0038] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0039] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0040] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為300的聚乙二醇液體150g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐49g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0041] (2)三元共聚物的合成：
[0042] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷地加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為293g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0043] 實(shí)施例6
[0044] 本實(shí)施例提供了一種油基鉆井液用降粘劑，其是通過(guò)以下步驟制備的：
[0045] (1)使用聚乙二醇和順丁烯二酸酐合成酯類化合物：
[0046] 以柴油為溶劑，取30mL柴油于反應(yīng)器中，加入分子量為300的聚乙二醇液體150g， 再加入白色固體順丁烯二酸酐33g，在攪拌狀態(tài)下，加熱至85°C反應(yīng)6h，體系顏色迅速由無(wú) 色溶液變?yōu)榈S色溶液，并且白色顆粒不斷減少，最后得到酯類化合物。
[0047] (2)三元共聚物的合成：
[0048] 在上述（1)合成的酯類化合物的基礎(chǔ)之上，緩慢并不斷地加入多乙烯多胺（摩爾 質(zhì)量為439g/mol)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)不斷地測(cè)其pH值，直到pH值大于7為止，此時(shí)多乙烯多 胺的加入量為413g，反應(yīng)6h后，反應(yīng)降至常溫，得到三元共聚物，即油基鉆井液用降粘劑。
[0049] 測(cè)試?yán)?br> [0050] 按下述方法對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1-6提供的油基鉆井液用降粘劑進(jìn)行性能測(cè)試：
[0051] 1、測(cè)試對(duì)象：
[0052] 空白樣：油水混合物（柴油：濃度為20wt%的CaCl2 = 360mL :40mL)+4. 0%主乳化 劑+4. 0%輔助乳化劑+2%有機(jī)土+4%降濾失劑+3%堿度調(diào)節(jié)劑Ca0+重晶石加重（950g);
[0053] 對(duì)照樣：上述鉆井液（空白樣）中添加降粘劑，此種降粘劑的加入質(zhì)量為所述鉆井 液質(zhì)量的2% ;
[0054] 測(cè)試樣1-6 :測(cè)試樣1-6分別為上述鉆井液中添加由本發(fā)明實(shí)施例1-6提供的降 粘劑，所述降粘劑的加入量為所述鉆井液質(zhì)量的2%。
[0055] 2、測(cè)試方法：
[0056] (1)流變性能和濾失量的測(cè)定：
[0057] 將測(cè)試對(duì)象高速攪拌20分鐘后，密封24小時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)后再高速攪拌10分 鐘，測(cè)其表觀黏度、塑性黏度及動(dòng)切力。
[0058] 然后將測(cè)試對(duì)象裝入老化罐中在150°C下熱滾16小時(shí)，冷卻至室溫，移入攪拌罐 中高速攪拌20分鐘，測(cè)其流變性能。
[0059] 3、降粘效果表示：
[0060] 降粘劑降粘效果用參數(shù)DI表示，其計(jì)算公式如下：
[0061] DI = [(Φ6000-Φ600)]/Φ600〇] X10%
[0062] 式中，DI-降粘率，％ ;
[0063] 〇60〇c^未加降粘劑鉆井液的Φ600讀數(shù)；
[0064] Φ600-加入降粘劑鉆井液的Φ600讀數(shù)；
[0065] 流變性能根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T16783. 1-2006規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1。
[0066] 表 1
[0067]

【權(quán)利要求】
1. 一種油基鉆井液用降粘劑，其中，該降粘劑包括由聚乙二醇、順丁烯二酸酐和多乙烯 多胺合成的三元共聚物；三者的摩爾比為1-3 :2-4 :3-8。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降粘劑，其中，所述聚乙二醇的分子量為200-2000。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降粘劑的制備方法，該方法包括以下步驟： a、 以柴油作為溶劑，將聚乙二醇及順丁烯二酸酐加入溶劑中混合，在攪拌狀態(tài)下，加熱 至85°C，反應(yīng)6h，得到酯類化合物； b、 向所述酯類化合物中加入多乙烯多胺，至pH > 7為止，反應(yīng)6h，得到三元共聚物。
【文檔編號(hào)】C08G81/00GK104152122SQ201410341661
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】黃偉, 李英敏, 馮杰, 惠保同, 趙家樂(lè), 王建華 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院