鉆井液的添加劑組合物和超高溫超高密度無土相油包水鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工鉆井領(lǐng)域，具體地，涉及一種鉆井液的添加劑組合物和超高 溫超高密度無土相油包水鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 油基鉆井液是以油作為連續(xù)相的鉆井液，與水基鉆井液相比，油基鉆井液具有抑 制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好、抗鹽侵、抗鈣侵、對(duì)油氣儲(chǔ)層損害程度較小等多種優(yōu)點(diǎn)。顯然，油基鉆井 液的強(qiáng)抑制性、強(qiáng)潤(rùn)滑性和良好的儲(chǔ)層保護(hù)性能使其更適合于造斜井段與長(zhǎng)水平井段的鉆 井。然而，目前發(fā)展的油基鉆井液技術(shù)還不夠完善，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。
[0003] (1)抗高溫能力不足:隨著井深的增加及井底溫度的升高，對(duì)油基鉆井液的抗溫性 要求也在逐漸提升。
[0004] (2)密度普遍不高：常規(guī)密度的油基鉆井液已不能滿足高壓地層對(duì)鉆井液的密度 要求，而提高鉆井液密度又會(huì)帶來諸如流變性差的問題。
[0005] 含土相油包水鉆井液主要通過有機(jī)土來提高油基鉆井液體系的懸浮性，通常的組 成是:基礎(chǔ)相油或者合成基油作為外相;無機(jī)鹽，溶解在內(nèi)相水中（通常為30%CaCl 2的水溶 液）；其他添加劑例如助懸劑、降濾失劑、潤(rùn)濕劑、乳化劑、提切劑等。其中，由于含有有機(jī)土 作為土相，使得這樣的含土相油包水鉆井液存在抗溫性不高、儲(chǔ)層損害大、密度難以提高這 樣的問題，而現(xiàn)有的無土相油包水鉆井液通過采用提切劑代替含土相油包水鉆井液中的土 相，這樣的鉆井液具有抗高溫、低儲(chǔ)層損害、高密度的優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)有的無土相的油包水鉆 井液仍然難以獲得較高的抗溫性能和較高的密度，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓深井的石油油氣等的開 米。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的無土相油包水鉆井液存在的抗溫性能較差且密度 較低的缺陷，提供一種能夠在無土相情況下仍獲得抗溫性能較高的且密度較高的鉆井液的 鉆井液的添加劑組合物和超高溫超高密度無土相油包水鉆井液。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鉆井液的添加劑組合物，該組合物含有乳化 劑和提切劑，所述乳化劑為下式（1)所示的化合物中的一種或多種，所述提切劑為二聚酸-有機(jī)胺共聚物，該共聚物包括來自二聚酸的結(jié)構(gòu)單元、來自烷基胺的結(jié)構(gòu)單元以及來自芳 香胺的結(jié)構(gòu)單元，其中，所述二聚酸為油酸和亞油酸的二聚體，所述烷基胺為C10-C20的烷 基伯胺中的一種或多種，所述芳香胺為苯胺和苯環(huán)上被C1-C3的烷基單點(diǎn)取代的或多點(diǎn)取 代的苯胺中的一種或多種；
[0008] ^V ?
[0009] 式（1)中，兩個(gè)R1各自獨(dú)立地選自任選被基團(tuán)Y取代的C14-C30的烷基和任選被基 團(tuán)Υ取代的具有碳碳雙鍵的Cl4-C30的不飽和烷基，基團(tuán)Υ各自獨(dú)立選自以下式所示的基團(tuán)：
[0010]
[0011] η為卜8的整數(shù)；
[0012] η個(gè)X各自獨(dú)立地選自Η和-C(0)-R2，且至少有一個(gè)X為-C(0)-R2，R 2選自羧基、C1-C6 的烷基、C3-C8的環(huán)烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的環(huán)烷基、被羧基 和C1-C4的烷基取代的C3-C8的環(huán)烷基、具有碳碳雙鍵的C2-C6的不飽和烷基、具有碳碳雙鍵 的C3-C8的不飽和環(huán)烷基、被羧基取代的且具有碳碳雙鍵的C2-C6的不飽和烷基、以及被羧 基和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳雙鍵的C3-C8的不飽和環(huán)烷基。
[0013] 本發(fā)明還提供了含有上述添加劑組合物的超高溫超高密度無土相油包水鉆井液。
[0014] 在無土相油包水鉆井液含有本發(fā)明的含有所述乳化劑和提切劑的鉆井液的添加 劑組合物下，能夠獲得具有較高抗溫性能和較高密度的無土相油包水鉆井液，例如所述鉆 井液具有抗240°C以上的抗溫性能，其密度為2.6g/cm 3以上。
[0015] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明提供了一種鉆井液的添加劑組合物，該組合物含有乳化劑和提切劑，所述 乳化劑為下式（1)所示的化合物中的一種或多種，所述提切劑為二聚酸-有機(jī)胺共聚物，該 共聚物包括來自二聚酸的結(jié)構(gòu)單元、來自烷基胺的結(jié)構(gòu)單元以及來自芳香胺的結(jié)構(gòu)單元， 其中，所述二聚酸為油酸和亞油酸的二聚體，所述烷基胺為C10-C20的烷基伯胺中的一種或 多種，所述芳香胺為苯胺和苯環(huán)上被C1-C3的烷基單點(diǎn)取代的或多點(diǎn)取代的苯胺中的一種 或多種；
[0018] 式（
[0019] 式（1)中，兩個(gè)R1各自獨(dú)立地選自任選被基團(tuán)Y取代的C14-C30的烷基和任選被基 團(tuán)Y取代的具有碳碳雙鍵的Cl4-C30的不飽和烷基，基團(tuán)Y各自獨(dú)立選自以下式所示的基團(tuán)：
[0020]
[0021] η為1-8的整數(shù)；
[0022] η個(gè)X各自獨(dú)立地選自Η和-C(0)-R2，且至少有一個(gè)X為-C(0)-R2，R2選自羧基、C1-C6 的烷基、C3-C8的環(huán)烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的環(huán)烷基、被羧基 和C1-C4的烷基取代的C3-C8的環(huán)烷基、具有碳碳雙鍵的C2-C6的不飽和烷基、具有碳碳雙鍵 的C3-C8的不飽和環(huán)烷基、被羧基取代的且具有碳碳雙鍵的C2-C6的不飽和烷基、以及被羧 基和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳雙鍵的C3-C8的不飽和環(huán)烷基。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，盡管所述乳化劑和提切劑可以按照任意比例配合使用，并獲得能夠 促進(jìn)鉆井液提高密度和抗溫性能的添加劑組合物，但是，為了能夠使得所述乳化劑和提切 劑能夠更好地配合，優(yōu)選情況下，所述乳化劑和提切劑的重量比為100:5-200,更優(yōu)選為 100:5-100，更進(jìn)一步優(yōu)選為100:10-80，最優(yōu)選為100:12-70，例如100:25-50(這里的提切 劑是以二聚酸-有機(jī)胺共聚物進(jìn)行計(jì)量的）。特別優(yōu)選地，本發(fā)明的添加劑組合物為乳化劑 和提切劑的組合。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，所述乳化劑為上述式（1)所示的化合物中的一種或多種。式（1)所示 的化合物為兩端具有長(zhǎng)鏈飽和的和/或不飽和烷基長(zhǎng)鏈且中間具有短烷基鏈的梳形結(jié)構(gòu)的 化合物。這樣的梳形結(jié)構(gòu)的化合物能夠通過增大乳化界面膜強(qiáng)度的作用，并與所述提切劑 進(jìn)行配合以穩(wěn)定乳液，來實(shí)現(xiàn)提高鉆井液的密度和抗溫性能的目的。
[0025] 其中，優(yōu)選情況下，式（1)中，兩個(gè)R1各自獨(dú)立地選自任選被基團(tuán)Y取代的C14-C20 的烷基和任選被基團(tuán)Y取代的具有碳碳雙鍵(優(yōu)選為5個(gè)以下，例如可以為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳 碳雙鍵)的C14-C20的不飽和烷基;η為1-6的整數(shù);R 2選自羧基、C1-C4的烷基、C4-C6的環(huán)烷 基、被羧基取代的C1-C4的烷基、被羧基取代的C4-C6的環(huán)烷基、被羧基和甲基取代的C4-C6 的環(huán)烷基、具有碳碳雙鍵(優(yōu)選為1-3個(gè)碳碳雙鍵，例如可以為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳碳雙鍵）的 C2-C4的不飽和烷基、具有碳碳雙鍵(優(yōu)選為5個(gè)以下，，例如可以為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳碳雙鍵） 的C4-C6的不飽和環(huán)烷基、被羧基取代的且具有碳碳雙鍵(優(yōu)選為1-3個(gè)碳碳雙鍵，例如可以 為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳碳雙鍵)的C2-C4的不飽和烷基、以及被羧基和甲基取代的且具有碳碳雙 鍵(優(yōu)選為5個(gè)以下，，例如可以為1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳碳雙鍵)的C4-C7的不飽和環(huán)烷基。
[0026] 更優(yōu)選地，式（1)中，兩個(gè)R1各自獨(dú)立地選自任選被基團(tuán)Υ取代的C15-C18的烷基和 任選被基團(tuán)Υ取代的具有碳碳雙鍵的C15-C18的不飽和烷基;η為1-4的整數(shù)，例如1、2、3或4。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)R1各自獨(dú)立地進(jìn)行選擇，可以相同也可以不同，其中，作為R1的具 體實(shí)例例如可以包括以下基團(tuán)：-(01 2)7-01 = 01-(012)7-013、-(012)8-01(￥)-(01 2)7-013、-(CH2)7-CH(Y)-(CH2)8-CH3、-(CH2)7-CH(Y)-CH(Y)-(CH2)7-CH3、-(CH2)16-CH 3、-(CH2)7-CH = CH-CH2-CH = CH- (CH2) 4-CH3、- (CH2) 7-CH = CH-CH2-CH2-CH (Y) - (CH2) 4-CH3、- (CH2) 7-CH = CH-CH2-CH (Υ) - (CH2) 5-CH3、-（ CH2) 8-CH (Υ) -CH2-CH=CH- (CH2) 4-CH3、-（ CH2) 7-CH (Υ) -CH2-CH2-CH =CH- (CH2) 4-CH3、-（ CH2) 7-CH = CH-CH2-CH (Υ) -CH (Υ) - (CH2) 4-CH3、-（ CH2) 7-CH (Υ) -CH (Υ)-CH2-CH=CH- (CH2) 4-CH3、-（ CH2) 7-CH (Υ) -CH (Υ) -CH2-CH (Υ) - (