一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井液用抑制減阻劑及其配制方法。由如下重量比構(gòu)成：0.5%～2%陽離子雙子表面活性劑、1%～2%季銨鹽陽離子表面活性劑、0.5%～1%硫化油、20%～25%聚葡萄糖苷水溶液、其余為白油。溫度50℃～60℃，將硫化油加入到白油中，攪拌1h～2h后，依次加入陽離子雙子表面活性劑和季銨鹽陽離子表面活性劑，攪拌2h～4h，加入聚葡萄糖苷水溶液，攪拌2～4h后，控制溫度100℃至120℃下濃縮1h，即得鉆井液用抑制減阻劑。適用于水平井、大位移井鉆進(jìn)過程中減少摩擦阻力，在無固相、低固相、無粘土相鉆井液體系中效果更佳。
【專利說明】一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工中鉆井液【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在大位移井和水平井施工中，隨著井斜角的增大，鉆具和井壁的接觸而積以及摩 擦阻力和扭矩阻力隨之增大。影響阻力的因素有10種之多，但其大小主要取決于鉆具和井 壁的接觸面積。鉆井過程中存在三種潤滑模式：障礙潤滑模式，邊界潤滑模式，液動潤滑模 式。從降低摩阻的角度出發(fā)，要盡量避免障礙潤滑、保持液動潤滑。為此，應(yīng)從鉆井工藝和 鉆井液技術(shù)兩方面著手：第一，盡量減少鉆具和井壁的接觸在面積；第二，通過添加合適的 減阻劑來改善鉆井液潤滑性能，減少摩阻。
[0003] 經(jīng)檢索，專利CN104517441A公開了一種鉆井液用抗磨減阻劑中各組份占減阻劑 總量的重量比為，植物油酸7%?13%，棉子油26%?31%，硫磺粉6%?11%，二乙醇胺3%? 5%，煤油27%?29%，輔料及其他材料合計12%?17%;制備方法，包括磺化反應(yīng)、酞胺化反 應(yīng)和中和混配反應(yīng)。減阻劑能優(yōu)先吸附在鉆具表面，生成致密的高強(qiáng)度保護(hù)膜，降低鉆井液 潤滑性，降低金屬表面摩擦和磨損，有效降低鉆井液的極壓潤滑系數(shù)和泥餅粘附系數(shù)，減少 鉆井過程中阻卡等事故發(fā)生。專利CN108242809A公開了一種丙烯酰胺系乳液共聚物制備 得到的鉆井液減阻劑。CN103242207A公開了一種酰胺化合物和鉆井液減阻劑及其制備方 法。均能較好的減少鉆進(jìn)過程中的摩擦阻力，提高機(jī)械鉆速，但是，對于無固相或低固相儲 層保護(hù)鉆井液，丙烯酰胺或酰胺類大分子聚合物容易導(dǎo)致孔隙堵塞，而普通植物油潤滑劑 抗溫能力有待進(jìn)一步提高，因此，有必要研發(fā)一種與之配伍性好的減阻劑。
[0004] 本發(fā)明一種鉆井液用抑制減阻劑主要針對水平井儲層保護(hù)鉆井液體系、無固相、 低固相以及無粘土相鉆井液體系需求，實現(xiàn)了高效減阻的同時，也具有一定的抑制性，較好 的實現(xiàn)了一劑多能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法，以白油為連續(xù)相，形成了 油水乳化穩(wěn)定體系，引入陽離子雙子表面活性劑和季銨鹽陽離子表面活性劑復(fù)配的乳化 齊U，乳化效果好，聚葡萄糖苷以其特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以較好的實現(xiàn)水基鉆井液的潤滑性和 頁巖抑制能力，同時陽離子與NH 4+可以提高處理劑的抑制性能，各種處理劑優(yōu)化復(fù)配后，可 以實現(xiàn)抑制和減阻等多種鉆井液助劑功能。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種鉆井液用抑制減阻劑，其特征在于，原料組成重量比為： A、 陽離子雙子表面活性劑：0. 5%?2% ; B、 季銨鹽陽離子表面活性劑：1%?2% ; C、 硫化油：0. 5%?1% ; D、 聚葡萄糖苷水溶液20%?25% E、 其余為白油 其中：季銨鹽陽離子表面活性劑為C16至C18鏈長的烷基季銨鹽、雙烷基季銨鹽、帶多 個氧乙烯基團(tuán)的季銨鹽中的一種；聚葡萄糖苷為α -葡萄糖甲基苷、β -葡萄糖甲基苷混合 物。
[0007] 聚葡萄糖苷水溶液為重量比5%?10%α -葡萄糖甲基苷、β -葡萄糖甲基苷混合 物溶于水，α-葡萄糖甲基苷、β-葡萄糖甲基苷混合物按α-葡萄糖甲基苷與β-葡萄糖 甲基苷重量比1:1混合。
[0008] 白油為3#白油、4#、白油、5%白油、10#白油中的一種或一種以上混合物。
[0009] 陽離子雙子表面活性劑為C12、C14、C16鏈長的雙季銨鹽陽離子表面活性劑。
[0010] 一種鉆井液用抑制減阻劑，其制備方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 溫度50°C?60°C，將重量比0. 5%至1%的硫化油加入到白油中，在轉(zhuǎn)速800r/min 至1000r/min下速攪拌lh至2h后，依次加入重量比0. 5%至2%的陽離子雙子表面活性劑和 1%至2%的季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌2h至4h ; (2) 將重量比20%至25%的聚葡萄糖苷水溶液加入第（1)得到的溶液中，轉(zhuǎn)速500r/min 至1000r/min下攪拌2h至4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮0. 5h至lh，即得鉆井液用 抑制減阻劑。
[0011] 本發(fā)明的積極效果為： 1、主要用于水平井儲層保護(hù)水基鉆井液體系、無固相、低固相以及無粘土相鉆井液體 系中，抑制減阻效果好。
[0012] 、潤滑系數(shù)降低率> 65%，泥餅粘附系數(shù)降低率> 50%。
[0013] 、熱滾回收率低于10%的鉆屑提高至50%以上。

【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體 的實施方式。本發(fā)明中所使用的水均為自來水。
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實施例1 : 溫度50°C?60°C，取2. 5g α -葡萄糖甲基苷與2. 5g β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將〇. 5g硫化油加入到78g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比0. 5g陽離子雙子表面活性劑和1. 0g 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0016] 實施例2: 溫度50°C?60°C，取2. 5g α -葡萄糖甲基苷與2. 5g β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將1. 〇g硫化油加入到67. 5g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比0. 5g陽離子雙子表面活性劑和1. 0g 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0017] 實施例3 : 溫度50°C?60°C，取2. 5g α -葡萄糖甲基苷與2. 5g β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將l.Og硫化油加入到77g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比1. Og陽離子雙子表面活性劑和1. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0018] 實施例4: 溫度50°C?60°C，取2. 5g α -葡萄糖甲基苷與2. 5g β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將l.Og硫化油加入到76g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比1. Og陽離子雙子表面活性劑和2. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0019] 實施例5: 溫度50°C?60°C，取2. 5g α -葡萄糖甲基苷與2. 5g β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將l.Og硫化油加入到66g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比1. Og陽離子雙子表面活性劑和2. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入30g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0020] 實施例6 : 溫度50°C?60°C，取5. Og α -葡萄糖甲基苷與5. Og β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將l.Og硫化油加入到76g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比1. Og陽離子雙子表面活性劑和2. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0021] 實施例7: 溫度50°C?60°C，取5. Og α -葡萄糖甲基苷與5. Og β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將〇. 5g硫化油加入到78g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比0. 5g陽離子雙子表面活性劑和1. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入20g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0022] 實施例8 : 溫度50°C?60°C，取5. Og α -葡萄糖甲基苷與5. Og β -葡萄糖甲基苷混合后加入95g 水中，充分溶解形成聚葡萄糖苷水溶液；將l.Og硫化油加入到66g白油中，在轉(zhuǎn)速800r/ min至1000r/min下速攪拌1. 5h后，依次加入重量比1. Og陽離子雙子表面活性劑和2. Og 季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌3h，加入30g聚葡萄糖 苷水溶液，轉(zhuǎn)速500r/min至1000r/min下攪拌4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮lh，即 得鉆井液用抑制減阻劑。
[0023] 對上述實施例產(chǎn)品進(jìn)行抗溫性能評價： 一、鉆井液用抑制減阻劑的減阻效果評價 1、潤滑系數(shù)測定 按Q/SY 1088-2007中的4. 3. 3規(guī)定：配制4份基漿，每份加入400ml蒸餾水，20. Og膨 潤土，0. 8g純堿，在高速攪拌器上攪拌20min后，密閉養(yǎng)護(hù)24h。取其中兩份基漿加入4. Og 試樣，將4份漿同時高速攪拌5min，在E-P極壓潤滑聯(lián)用儀上分別測定基漿及加入試樣后的 潤滑系數(shù)，測定方法依據(jù)SY/T6094-94鉆井液用極壓潤滑劑評價程序，并用式（1)計算潤滑 系數(shù)降低率。平行樣之間的誤差允許在±5.0%范圍內(nèi)，并取其算術(shù)平均值。
[0024] n= ( ω-Qj) /ω X100 (1) 式中： η--潤滑系數(shù)降低率，％; ω--基漿潤滑系數(shù)； --基漿加試樣后的潤滑系數(shù)。
[0025] 、泥餅粘附系數(shù)的測定 按Q/SY 1088-2007中的4. 3. 4規(guī)定：配制4份基漿，每份加入400ml蒸餾水，20. 0g膨 潤土，0. 8g純堿，在高速攪拌器上攪拌20min后，密閉養(yǎng)護(hù)24h。取其中兩份基漿加入4. 0g 試樣，將4份漿同時高速攪拌5min，用泥餅粘附系數(shù)測定儀器分別測定基漿及加入試樣后 的泥餅粘附系數(shù)。測試條件為：壓差3. 5MPa，濾失時間30min，粘附盤粘附于泥餅后讀取 5min，10min，15min，30min，45min的扭矩值，將45min扭矩?fù)Q算成粘附系數(shù)，基楽的粘附系 數(shù)應(yīng)大于0.125。用式（2)計算泥餅粘附系數(shù)降低率。平行樣之間的誤差允許在±5.0%范 圍內(nèi)，并取其算術(shù)平均值。
[0026] ( μ -μ /μ X 1〇〇 (2) 式中： Κ-泥餅粘附系數(shù)降低率，％ ; μ--基漿泥餅粘附系數(shù)； μ 1--基漿加試樣后泥餅粘附系數(shù)。
[0027] 在室溫下測量其性能，結(jié)果見表1 : 表1 :鉆井液用抑制減阻劑的減阻效果評價

【權(quán)利要求】
1. 一種鉆井液用抑制減阻劑，其特征在于，原料組成重量比為： A、 陽離子雙子表面活性劑：0. 5%?2% ; B、 季銨鹽陽離子表面活性劑：1%?2% ; C、 硫化油：0. 5%?1% ; D、 聚葡萄糖苷水溶液20%?25% ; E、 其余為白油； 其中：季銨鹽陽離子表面活性劑為C16至C18鏈長的烷基季銨鹽、雙烷基季銨鹽、帶多 個氧乙烯基團(tuán)的季銨鹽中的一種；聚葡萄糖苷為α -葡萄糖甲基苷、β -葡萄糖甲基苷混合 物。
2. -種鉆井液用抑制減阻劑，其特征在于，其制備方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 溫度50°C?60°C，將重量比0. 5%至1%的硫化油加入到白油中，在轉(zhuǎn)速800r/min 至1000r/min下速攪拌lh至2h后，依次加入重量比0. 5%至2%的陽離子雙子表面活性劑和 1%至2%的季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌2h至4h ; (2) 將重量比20%至25%的聚葡萄糖苷水溶液加入第（1)得到的溶液中，轉(zhuǎn)速500r/min 至1000r/min下攪拌2h至4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮0. 5h至lh，即得鉆井液用 抑制減阻劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法，其特征在于聚 葡萄糖苷水溶液為重量比5%?10% α -葡萄糖甲基苷、β -葡萄糖甲基苷混合物溶于水， α -葡萄糖甲基苷、β -葡萄糖甲基苷混合物按α -葡萄糖甲基苷與β -葡萄糖甲基苷重量 比1:1混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法，其特征在于白油 為3#白油、4#、白油、5%白油、10#白油中的一種或一種以上混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種鉆井液用抑制減阻劑及其制備方法，其特征在于季銨鹽陽 離子表面活性劑為C16至C18鏈長的烷基季銨鹽、雙烷基季銨鹽、帶多個氧乙烯基團(tuán)的季銨 鹽中的一種；聚葡萄糖苷為α-葡萄糖甲基苷、β-葡萄糖甲基苷混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉆井液用抑制減阻劑，其特征在于其制備方法按如下步驟 進(jìn)行：（1)溫度50°C?60°C，將重量比0. 5%至1%的硫化油加入到白油中，在轉(zhuǎn)速800r/min 至1000r/min下速攪拌lh至2h后，依次加入重量比0. 5%至2%的陽離子雙子表面活性劑和 1%至2%的季銨鹽陽離子表面活性劑，在轉(zhuǎn)速800r/min至1000r/min下速攪拌2h至4h ; (2)將重量比20%至25%的聚葡萄糖苷水溶液加入第（1)得到的溶液中，轉(zhuǎn)速500r/min 至1000r/min下攪拌2h至4h后，控制溫度100°C至120°C下濃縮0. 5h至lh,即得鉆井液用 抑制減阻劑。
【文檔編號】C09K8/035GK104194744SQ201410428362
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】王茂仁, 馮建建, 王晨, 魏宏, 王軍, 肖達(dá)士, 肖露, 張梁 申請人:克拉瑪依市金鑫科技有限公司