專利名稱：活化重晶石粉的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田鉆井液用重晶石粉，特別具有親水性好，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)活性及 高溫穩(wěn)定性的活化重晶石粉的改性方法。
背景技術(shù)：
隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，所鉆地層越來越深、越來越復(fù)雜，特別是在鉆進(jìn)高壓或超高 壓含油氣、水層時(shí)，需要使用高密度或超高密度鉆井液，以平衡地層壓力，保證鉆井工程能 夠安全、順利地進(jìn)行。要提高鉆井液的密度就需要加入大量的重晶石粉，而重晶石在采礦過 程中，使用了浮選劑，使得礦粉的表面親水性很低，大量加入鉆井液后，其中一部分易聚結(jié)、 沉降，這樣就使加重后的鉆井液的粘度和切力大幅度上升，嚴(yán)重影響其流變性能，要使該加 重鉆井液重新恢復(fù)其良好的流變性等，還需加水和其它添加劑進(jìn)行處理，而高密度鉆井液 在處理后不僅粘度、切力下降而且還導(dǎo)致部分重晶石粉聚結(jié)、沉降，引起鉆井液密度再次降 低，因此需要再次加重。便形成“加重梂就頑降粘處理菜鼐戀頑密度下降梂俅渭又亍閉庋 畝裥匝罰喚隼朔蚜舜罅康鬧鼐妥昃河么砑粒昃盒閱芤材巖允迪治榷 (15) 胖剩夠嵊輾(1)紜18. (7) 15. U染賂叢憂榭觶踔練(5)鹿省發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對重晶石粉進(jìn)行改性的方 法，從而增強(qiáng)其顆粒重晶石粉表面的電位、親水性、結(jié)構(gòu)活性及高溫穩(wěn)定性，改善重晶石在 超高密度水基鉆井液中的動(dòng)力穩(wěn)定性。本發(fā)明的解決方案是一種活化重晶石粉的改性方法，其特點(diǎn)是將霧狀化學(xué)螯合 活化劑噴在重晶石粉表面，化學(xué)螯合活化劑的噴霧量為重晶石粉重量的0. 3^0. 6% ；其中，化學(xué)螯合活化劑的配比(重量百分比)是3 5%十二烷基硫酸鈉，5 10%辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10，5、％木質(zhì)素磺酸鋁，余量為水；重晶石粉的粉體細(xì)度為200-300目。研究分析重晶石發(fā)生沉淀的原因，根本上是因懸浮這么多數(shù)量的重晶石時(shí)，要求 鉆井液應(yīng)具有足夠強(qiáng)的結(jié)構(gòu)力，即應(yīng)具有較高的動(dòng)切力和靜切力。但這樣高的動(dòng)切力和靜 切力值，已大大超過了鉆井工程對鉆井液流變參數(shù)值的所需范圍，尤其在高溫條件下就更 難實(shí)現(xiàn)。重晶石的沉淀，還與重晶石顆粒的表面性質(zhì)有關(guān)。因?yàn)?，重晶石在選礦過程中加入 了一定數(shù)量的浮選劑，這些浮洗劑在磨粉過程中會覆蓋在重晶石顆粒的表面，大大降低重 晶石顆粒的親水性。這種親水性差的重晶石顆粒，在水基鉆井液中不易分散，且呈一定數(shù)量 的顆粒聚集狀態(tài)。從而更不易在鉆井液中懸浮，加劇了上述惡性循環(huán)。因此，改善重晶石顆 粒表面的親水性，有助于重晶石在鉆井液體系中的分散，提高其動(dòng)力穩(wěn)定性。本發(fā)明從高密 度重晶石的加工工藝、分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵特征入手，以優(yōu)選化學(xué)鰲合活化劑及加工工藝對 重晶石表面進(jìn)行化學(xué)改性，增強(qiáng)其顆粒表面的電位、親水性、結(jié)構(gòu)活性及高溫穩(wěn)定性，改善重晶石在超高密度水基鉆井液中的動(dòng)力穩(wěn)定性。本發(fā)明的解決方案中開采用重晶石粉的粉體由200目7.(Γ13.0% (重量百分 比)，325目20 30% (重量百分比)和200-300目之間其它目數(shù)的重晶石粉混合構(gòu)成。 其目的是控制重晶石的粒度分布范圍和顆粒大小，更有利于對其表面改性。本發(fā)明的解決方案中采用重晶石的密度大于或等于4. 30g/cm3。其目的是控制重 晶石的密度，更有利于對其表面改性。本發(fā)明的解決方案中采用重晶石中堿土金屬含量小于或等于50mg/kg。其目的是 控制重晶石的純度，更有利于對其表面改性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明從高密度重晶石的加工工藝、分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵特征入手， 以優(yōu)選化學(xué)鰲合活化劑及加工工藝對重晶石表面進(jìn)行化學(xué)改性，增強(qiáng)其顆粒表面的電位、 親水性、結(jié)構(gòu)活性及高溫穩(wěn)定性，改善重晶石在超高密度水基鉆井液中的動(dòng)力穩(wěn)定性。經(jīng)活 化后的重晶石在在超高密度水基鉆井液中，具有良好的流變性和高溫動(dòng)力穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將十二烷基硫酸鈉4. 5% (重量百分比，下同)，辛烷基苯酚聚氧乙烯 醚_106%，木質(zhì)素磺酸鋁5. 5%，水84%混合均勻配成化學(xué)螯合活化劑，使其成為霧狀噴在 重晶石粉表面，化學(xué)螯合活化劑噴霧量為重晶石粉重量的0. 38% ；控制重晶石粉細(xì)度，重晶 石粉的粉體由200目8%，325目沈和200-300目之間其它目數(shù)的重晶石粉66%混合構(gòu)成； 重晶石的密度大于或等于4. 30g/cm3 ；重晶石中堿土金屬含量小于或等于50mg/kg。本發(fā)明 實(shí)施例1的改性重晶石粉經(jīng)檢測各性能指標(biāo)如下在不同溫度、密度下相同鉆井液體系加重后的鉆井液性能實(shí)驗(yàn)配制后測定鉆井液常溫性能，然后在120°C條件下靜置陳化16h，測定鉆井液性能 和鉆井液罐上部、下部的鉆井液密度，計(jì)算密度差，表征重晶石在鉆井液中的懸浮性能，實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1所示。表1在不同溫度下相同鉆井液體系加重后的鉆井液性能
權(quán)利要求
1.一種活化重晶石粉的改性方法，其特征在于將霧狀化學(xué)螯合活化劑噴在重晶石粉表 面，化學(xué)螯合活化劑的噴霧量為重晶石粉重量的0. 3^0. 6% ；其中，化學(xué)螯合活化劑的配比(重量百分比)是3 5%十二烷基硫酸鈉，5 10%辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10，5、％木質(zhì)素磺酸鋁，余量為水；重晶石粉的粉體細(xì)度為200-300目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活化重晶石粉的改性方法，其特征在于重晶石粉的粉體由 200目7.0 13.0% (重量百分比)，325目20 30% (重量百分比)，200-300目之間其它 目數(shù)的重晶石粉混合構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活化重晶石粉的改性方法，其特征在于重晶石的密度大于或 等于 4. 30g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活化重晶石粉的改性方法，其特征在于重晶石中堿土金屬含 量小于或等于50mg/kg。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣田鉆井液用重晶石粉，特別具有親水性好，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)活性及高溫穩(wěn)定性的活化重晶石粉的改性方法。將霧狀化學(xué)螯合活化劑噴在重晶石粉表面，化學(xué)螯合活化劑的噴霧量為重晶石粉重量的0.3~0.6％；其中，化學(xué)螯合活化劑的配比(重量百分比)是3~5％十二烷基硫酸鈉，5~10％辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10，5~8％木質(zhì)素磺酸鋁，余量為水；重晶石粉的粉體細(xì)度為200-300目。本發(fā)明以優(yōu)選化學(xué)鰲合活化劑及加工工藝對重晶石表面進(jìn)行化學(xué)改性，增強(qiáng)其顆粒表面的電位、親水性、結(jié)構(gòu)活性及高溫穩(wěn)定性，改善重晶石在超高密度水基鉆井液中的動(dòng)力穩(wěn)定性。經(jīng)活化后的重晶石在在超高密度水基鉆井液中，具有良好的流變性和高溫動(dòng)力穩(wěn)定性。
文檔編號C09K8/03GK102127318SQ20101030038
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者于志綱, 呂寶, 張軍, 彭商平, 李斌, 楊飛, 溫銀武 申請人:四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司