一種抗高溫可逆乳化劑的制備方法及其在鉆井液中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種抗高溫可逆乳化劑的制備方法，特別涉及一種抗高溫可逆乳化劑 的制備方法及其在鉆井液中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于外相為油相，和水基鉆井液相比，油包水型鉆井液(簡(jiǎn)稱(chēng)油基鉆井液）具有很 強(qiáng)的抑制性能、很好的抗溫能力以及優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，廣泛地應(yīng)用于高難度井以及復(fù)雜地 層的鉆探開(kāi)發(fā)。但是，由于油包水型鉆井液的外相是油相，因此常規(guī)油包水型鉆井液易導(dǎo)致 鉆肩、地層等的潤(rùn)濕性改變，造成泥餅清除困難、固井時(shí)膠結(jié)強(qiáng)度低，廢棄油基鉆井液以及 含油鉆肩不易處理而引起的環(huán)境污染等問(wèn)題，上述問(wèn)題已成為制約油基鉆井液進(jìn)行有效應(yīng) 用的瓶頸。
[0003] 可逆乳化鉆井液利用乳狀液轉(zhuǎn)相技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鉆井液類(lèi)型在油包水型和水包油型 之間的可逆轉(zhuǎn)化，能夠有效地解決油基鉆井液完井時(shí)存在的不足以及廢棄油基鉆井液和含 油鉆肩不易處理而引起的環(huán)境污染等問(wèn)題?？赡嫒榛@井液的核心是可逆乳化劑，其化學(xué) 性質(zhì)和性能對(duì)于可逆乳化鉆井液的性能起著關(guān)鍵作用。
[0004] 《國(guó)外油田工程》雜志2008年8月第8期刊登了一篇題為《適用于鉆水平井的可逆 轉(zhuǎn)油包水鉆井液研究》的資料，介紹了一種有機(jī)胺類(lèi)表面活性劑(代號(hào)：HN408)作為可逆乳 化劑，但是未給出該乳化劑的結(jié)構(gòu)和組成，也未給出其制備方法。《精細(xì)石油化工進(jìn)展》雜志 2009年11月第10卷第11期刊登了一篇題為《可逆轉(zhuǎn)油基鉆井液體系配制及性能評(píng)價(jià)》的 資料，介紹了一種有機(jī)胺類(lèi)表面活性劑(代號(hào)：HN408)作為可逆乳化劑，但是未給出該乳化 劑的結(jié)構(gòu)和組成，也未給出其制備方法?！妒豌@探技術(shù)》雜志2013年7月第41卷第4期 刊登了一篇題為《基于乳狀液轉(zhuǎn)相技術(shù)的鉆井液新體系室內(nèi)研究》的資料，介紹了一種可逆 乳化劑，但是未給出該乳化劑的結(jié)構(gòu)和組成，也未給出其制備方法?！稄V東化工》雜志2013 年9月第40卷第17期刊登了一篇題為《一種新型的油基鉆井液一一可逆乳化油基鉆井液 的研究》的資料，介紹了一種有機(jī)胺類(lèi)表面活性劑(代號(hào)=EMUL-A)可作為可逆乳化劑，但是 未給出該乳化劑的結(jié)構(gòu)和組成，也未給出其制備方法?！妒突?yīng)用》雜志2014年7月 第33卷第7期刊登了一篇題為《可逆乳狀液逆轉(zhuǎn)過(guò)程及其影響因素研究與分析》的資料， 介紹了一類(lèi)聚氧乙烯脂肪胺類(lèi)物質(zhì)作為可逆乳化劑制備可逆乳狀液，但是未給出該乳化劑 的結(jié)構(gòu)和組成，也未給出其制備方法?！痘瘜W(xué)世界》雜志2015年4月第4期刊登了一篇題為 《可逆轉(zhuǎn)油基鉆井液用乳化劑的合成及性能研究》的資料，介紹了一種可逆乳化劑的制備方 法，該可逆乳化劑是以9-烯十八酸甲酯和羥乙基乙二胺為原料，采用酰胺化反應(yīng)合成了而 得到的，并介紹了由該乳化劑配制的可逆乳化鉆井液在50°C時(shí)的性能，但是該資料沒(méi)有涉 及該可逆乳化劑以及由該乳化劑配制的可逆乳化鉆井液在高溫老化之后的表現(xiàn)。
[0005] 中國(guó)專(zhuān)利公布的專(zhuān)利號(hào)：ZL03133993. X，公布了一種可逆乳化劑的制備方法及其 在油基鉆井液中的應(yīng)用，但是沒(méi)有涉及該乳化劑以及由該乳化劑配制的可逆乳化鉆井液在 高溫老化之后的表現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種抗高溫可逆乳化劑的 制備方法及其在鉆井液中的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明提到的一種抗高溫可逆乳化劑的制備方法，其技術(shù)方案是：包括以下重量 份的成分制備而成：十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份、環(huán)氧乙 烷90份、白油100份、多元醇型表面活性劑50~65份、聚氧乙烯型表面活性劑35~50份； 其制備方法包括以下步驟： 將十二烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、十八烷基伯胺180份的混合物加入到噴霧 式反應(yīng)釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣并去盡空氣，然后邊抽真空邊升溫至100~120°C，釜內(nèi)壓 力為0. 1~0. 2MPa，物料由反應(yīng)釜內(nèi)吸出再?lài)婌F加入，同時(shí)噴霧加入環(huán)氧乙烷90份，如此循 環(huán)，反應(yīng)時(shí)間為4~10小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后保溫1~3小時(shí)，冷卻至60~70°C，出料，將所得反應(yīng)物 倒入攪拌式反應(yīng)容器中，保持溫度為60~70°C，加入白油100份，繼續(xù)攪拌0. 5~1. 5小時(shí)，加 入多元醇型表面活性劑50~65份，加入35~50份聚氧乙烯型表面活性劑，繼續(xù)攪拌I. 5~2. 5 小時(shí)，攪拌均勻冷卻出料，即得抗高溫可逆乳化劑； 所述多元醇型表面活性劑優(yōu)選為斯盤(pán)80,所述聚氧乙烯型表面活性劑優(yōu)選為吐溫80。
[0008] 上述的白油優(yōu)選為3#白油。
[0009] 上述的抽真空升溫的溫度優(yōu)選為110°C，物料經(jīng)反應(yīng)釜吸出噴霧與環(huán)氧乙烷的混 合反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為6~8小時(shí)，物料與白油的攪拌時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)，物料與多元醇型表面活 性劑和聚氧乙烯型表面活性劑的攪拌時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)。
[0010] 本發(fā)明提到的另一種抗高溫可逆乳化劑的制備方法，其技術(shù)方案是：包括以下重 量份的成分制備而成：十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份、環(huán)氧乙 烷90份、白油100份、多元醇型表面活性劑50~65份、聚氧乙烯型表面活性劑35~50份； 其制備方法包括以下步驟： 將十四烷基伯胺8份、十六烷基伯胺72份、油酸基伯胺180份的混合物加入到噴霧式 反應(yīng)釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣并去盡空氣，然后邊抽真空邊升溫至100~120°C，釜內(nèi)壓力 為0. 1~0. 2MPa，物料由反應(yīng)釜內(nèi)吸出再?lài)婌F加入，同時(shí)噴霧加入環(huán)氧乙烷90份，如此循環(huán)， 反應(yīng)時(shí)間為4~10小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后保溫1~3小時(shí)，冷卻至60~70°C，出料，將所得反應(yīng)物倒 入攪拌式反應(yīng)容器中，保持溫度為60~70°C，加入白油100份，繼續(xù)攪拌0. 5~1. 5小時(shí)，加入 多元醇型表面活性劑50~65份，加入35~50份聚氧乙烯型表面活性劑，繼續(xù)攪拌I. 5~2. 5小 時(shí)，攪拌均勻冷卻出料，即得抗高溫可逆乳化劑； 所述多元醇型表面活性劑優(yōu)選為斯盤(pán)80,所述聚氧乙烯型表面活性劑優(yōu)選為吐溫80。
[0011] 上述的白油優(yōu)選為3#白油。
[0012] 上述的抽真空升溫的溫度優(yōu)選為110°C，物料經(jīng)反應(yīng)釜吸出噴霧與環(huán)氧乙烷的混 合反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為6~8小時(shí)，物料與白油的攪拌時(shí)間優(yōu)選為1小時(shí)，物料與多元醇型表面活 性劑和聚氧乙烯型表面活性劑的攪拌時(shí)間優(yōu)選為2小時(shí)。
[0013] 本發(fā)明提到的抗高溫可逆乳化劑在抗高溫可逆乳化鉆井液中的應(yīng)用，通過(guò)抗高溫 可逆乳化劑制備抗高溫可逆乳化鉆井液：其包括以下重量份的成分：基礎(chǔ)油50~70份、抗高 溫可逆乳化劑4~5份、氯化鈣水溶液30~50份、有機(jī)土 1~1. 5份、潤(rùn)濕劑0. 5~1份、油基降濾 失劑3~3. 5份、氧化鈣0. 5~1份； 其制作方法包括如下： 在高速攪拌器中依次加入組分基礎(chǔ)油50~70份、抗高溫可逆乳化劑4~5份、氯化鈣水溶 液30~50份，水浴加熱到50°C，高速攪拌器在5000~7000轉(zhuǎn)/min條件下高速攪拌40~50分 鐘，之后依次加入有機(jī)土 1~1. 5份、潤(rùn)濕劑0. 5~1份、油基降濾失劑3~3. 5份、氧化鈣0. 5~1 份，通過(guò)加入的加入加重材料石灰石，使得所