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。在該方法中,所述二聚酸、烷基胺和芳香胺如上文中所描述的,在此 不再贅述。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明,上述二聚酸、烷基胺和芳香胺之間進(jìn)行共聚合反應(yīng)主要是羧酸和胺 基之間的脫水縮合反應(yīng)。盡管只要采用本發(fā)明的二聚酸、烷基胺和芳香胺進(jìn)行共聚合就可 以獲得具有優(yōu)良性質(zhì)的二聚酸-有機(jī)胺共聚物以作為油包水鉆井液中的提切劑,但是為了 獲得絕對(duì)粘度和分子量更加適于油包水鉆井液用的提切劑,所述二聚酸、烷基胺和芳香胺 的摩爾用量比為1:0.3-1:0.2-1,更優(yōu)選為1:0.3-0.8 :0.2-0.7,更進(jìn)一步優(yōu)選為1:0.4- 0.7:0.3_0.6 〇
[0052]根據(jù)本發(fā)明,所述共聚合反應(yīng)可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)的方式進(jìn)行,只要能夠獲得 可作為所述組合物的提切劑用的二聚酸-有機(jī)胺共聚物即可,優(yōu)選地,將二聚酸、烷基胺和 芳香胺進(jìn)行共聚合反應(yīng)之前先將所述二聚酸、烷基胺和芳香胺混合,得到單體混合物;再在 濃硫酸存在下,所得的單體混合物進(jìn)行共聚合反應(yīng)。
[0053]根據(jù)本發(fā)明,如果先將所述二聚酸、烷基胺和芳香胺混合,得到單體混合物,可以 使得單體在其后的聚合反應(yīng)中更為充分接觸反應(yīng),由于上述單體混合物的較粘,優(yōu)選在較 高的溫度下進(jìn)行混合,特別優(yōu)選采用的混合的條件包括:溫度為l〇〇-130°C,時(shí)間為20-30min〇
[0054] 根據(jù)本發(fā)明,上述濃硫酸作為本發(fā)明的共聚合反應(yīng)的催化劑,對(duì)其用量并沒有特 別的限定,只要能夠催化本發(fā)明的共聚合反應(yīng)進(jìn)行即可,優(yōu)選地,相對(duì)于所述二聚酸、烷基 胺和芳香胺的總重量,所述濃硫酸的用量為0.3-1重量%。所述濃硫酸可以是硫酸的濃度為 95重量%以上的硫酸溶液(優(yōu)選為98重量% )。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選情況下,所述共聚合反應(yīng)的條件包括:溫度為150_180°C,時(shí)間為 2_6h。更優(yōu)選地,所述共聚合反應(yīng)的條件包括:溫度為155-175Γ,時(shí)間為2-6h。進(jìn)一步優(yōu)選 地,所述共聚合反應(yīng)的條件包括:溫度為160_170°C,時(shí)間為2-6h。
[0056] 為了能夠促進(jìn)所述共聚合反應(yīng)的進(jìn)行,可以將共聚合反應(yīng)所產(chǎn)生的副產(chǎn)物水從反 應(yīng)體系中除去,該除去副產(chǎn)物水的方式為本領(lǐng)域的常規(guī)方法,在此不再贅述。
[0057]當(dāng)采用上述方法制得的二聚酸-有機(jī)胺共聚物時(shí),這樣的提切劑既可以是上述方 法制得了二聚酸-有機(jī)胺共聚物,可以是在上述方法制得了二聚酸-有機(jī)胺共聚物后,直接 采用稀釋劑將其稀釋至50-70重量%的濃度(即相對(duì)于稀釋后的二聚酸-有機(jī)胺共聚物溶液 的總重量,其中二聚酸-有機(jī)胺共聚物的含量為50-70重量% ),或者本領(lǐng)域公知的其他方式 制得含有所述二聚酸-有機(jī)胺共聚物的本發(fā)明的提切劑。
[0058]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,作為共聚合反應(yīng)的產(chǎn)物一般都不經(jīng)過分離,而是 認(rèn)為所采用的單體基本完全反應(yīng),并且也是直接將共聚合反應(yīng)的產(chǎn)物直接作為共聚物進(jìn)行 使用,因此方便起見,所述稀釋劑可以在上述二聚酸-有機(jī)胺共聚物的制備方法中的共聚合 反應(yīng)完成后直接加入到所述共聚合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物中,而無需將其中的二聚酸-有機(jī)胺共 聚物進(jìn)行純化分離。通常意義上,本發(fā)明中所指的二聚酸-有機(jī)胺共聚物也是共聚合反應(yīng)后 并未進(jìn)行純化分離的產(chǎn)物,或者僅是如上文所述的將副產(chǎn)物水除去后的共聚合反應(yīng)的產(chǎn) 物。
[0059] 所述稀釋劑例如可以為本領(lǐng)域常規(guī)采用的稀釋劑,如妥爾油和/或妥爾油脂肪酸。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明,所述添加劑組合物還可以含有本領(lǐng)域常規(guī)的用于鉆井液的添加劑, 例如可以包括降濾失劑、封堵劑、加重劑、CaO和潤(rùn)濕劑等中的一種或多種。這些其他的添加 劑在加入到鉆井液中時(shí),可以認(rèn)為是以本發(fā)明的添加劑組合物的形式形成鉆井液,當(dāng)然,也 可以認(rèn)為是這些其他的添加劑獨(dú)立地作為鉆井液的成分,而不是視為本發(fā)明的組合物的成 分,這都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0061] 本發(fā)明還提供了一種超高溫超高密度無土相油包水鉆井液,該鉆井液含有上述添 加劑組合物。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明,所述超高溫超高密度無土相油包水鉆井液含有本發(fā)明的添加劑組合 物,可以獲得較高的抗溫性能和較高的密度,特別適用于處理高壓深井作業(yè)。優(yōu)選情況下, 相對(duì)于所述鉆井液的總量,所述添加劑組合物的含量為2重量%以下,更優(yōu)選為1重量%以 下。在滿足該情況下,優(yōu)選地,所述提切劑的用量使得所述二聚酸-有機(jī)胺共聚物的含量為1 重量%以下(優(yōu)選〇. 5重量%以下,更優(yōu)選0.1重量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選0.01重量%以下), 所述乳化劑的用了為1重量%以下(優(yōu)選0.5重量%以下,更優(yōu)選0.1重量%以下,更進(jìn)一步 優(yōu)選0.02重量%以下)。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明,所述油包水鉆井液還可以含有用于無土相油包水鉆井液中的常規(guī)的 添加劑,優(yōu)選情況下,所述油包水鉆井液含有降濾失劑、封堵劑、加重劑、CaO和潤(rùn)濕劑中的 一種或多種。
[0064] 其中,所述降濾失劑能夠提高鉆井液濾失造壁性,例如可以為磺甲基酚醛樹脂(例 如牌號(hào)為SMP-I、SMP-II)、磺甲基褐煤樹脂(例如牌號(hào)為SPNH)和兩性離子聚合物JT-888中 的一種或多種,優(yōu)選為SMP-II和/或SPNH。更優(yōu)選地,所述降濾失劑的含量為0.1-2重量%, 更優(yōu)選為0.1-1重量%。
[0065] 其中,所述潤(rùn)濕劑能夠提高鉆井液潤(rùn)濕性能,防止卡鉆等井下復(fù)雜狀況,例如可以 為改性磷脂(例如購自上海佑創(chuàng)實(shí)業(yè)有限公司FHGT-G牌號(hào)的改性磷脂)和脂肪酸甘油酯與 表面活性劑混合物(如牌號(hào)為FK-1)中的一種或多種,優(yōu)選為FHGT-G改性磷脂。更優(yōu)選地,所 述潤(rùn)滑劑的含量為〇. 1-1重量%。
[0066] 其中,所述封堵劑的作用為提高濾餅質(zhì)量,例如可以為油溶性聚合物樹脂(例如購 自山東得順源石油科技有限公司S-160牌號(hào)的聚合物樹脂類)。優(yōu)選地,所述封堵劑的含量 為0.1-1重量%。
[0067] 其中,所述加重劑的作用為調(diào)節(jié)鉆井液的密度達(dá)到所需密度,例如可以為重晶石 (例如可以為硫酸鋇含量在90重量%以上的重晶石)等。優(yōu)選地,所述加重劑的含量為50-85 重量%。
[0068] 其中,CaO的作用為皂化乳化劑、中和井下酸性氣體,其可以由碳酸鈣、氧化鈣等提 供。
[0069] 上述添加劑為的各種物質(zhì)可以是市售品,也可以根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)的方法制得,這 里不再贅述。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明,作為所述超高溫超高密度無土相油包水鉆井液的油相可以由本領(lǐng)域 常規(guī)的用于作為鉆井液的油相提供,例如可以為3#白油(閃點(diǎn)為220°C,40°C運(yùn)動(dòng)粘度為 3mm 2/s,比重為0 · 85)、5#白油(閃點(diǎn)為220 °C,40 °C運(yùn)動(dòng)粘度為3 · 5mm2/s,比重為0 · 85)、7#白 油(閃點(diǎn)為220°C,40°C運(yùn)動(dòng)粘度為4.1mm2/S,比重為0.85)、10#白油(閃點(diǎn)為220°(:,40°(:運(yùn) 動(dòng)粘度為4.5mm 2/s,比重為0.85)、15#白油(閃點(diǎn)為220°(:,40°(:運(yùn)動(dòng)粘度為5.6臟2/8,比重為 0.85)等中的一種或多種。其中,所述油相的用量使得所述鉆井液的油水比(體積比)為85: 15 至 94:6,優(yōu)選為 90:10。
[0071] 其中,所采用的水可以為本領(lǐng)域常規(guī)的水,優(yōu)選采用CaCl2濃度為20-40重量%的 CaCl2的水溶液。
[0072]根據(jù)本發(fā)明,所述超高溫超高密度無土相油包水鉆井液能夠獲得較高的抗溫性能 和較高的密度,例如該鉆井液具有抗240°C以上的抗溫性能,其密度為2.6g/cm3以上(熱滾 前后的密度能夠保持基本不變)。
[0073]以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0074]以下例子中,重均分子量是采用GPC凝膠色譜(實(shí)驗(yàn)儀器為美國waters公司的凝膠 色譜儀,型號(hào)為E2695)進(jìn)行測(cè)量;分子量分布指數(shù)是采用GPC凝膠色譜測(cè)量所得的重均分子 量和數(shù)均分子量的比值。
[0075]乳化劑制備例1
[0076] (1)將反應(yīng)物按摩爾比四乙烯五胺:亞油酸= 1:2.2(即以伯胺基團(tuán)計(jì)的四乙烯五 胺的用量與亞油酸的用量的摩爾比為1:1.1)混合,并在250r/min下攪拌40min,然后將得到 的混合物的pH值調(diào)節(jié)至9,接著在230°C下反應(yīng)3小時(shí),同時(shí)采用分水器分水,而后冷卻至室 溫;
[0077] (2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物與丙二酸混合(四乙烯五胺的用量與丙二酸的用量的摩 爾比為1:0.6),然后將得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至8,接著在90°C下,并在400r/min的速度 下攪拌反應(yīng)6h,得到乳化劑A1。經(jīng)紅外、核磁共振氫譜和碳譜分析檢測(cè),乳化劑A1中含有酰 胺基團(tuán)、不飽和雙鍵和羧基,且具有梳形結(jié)構(gòu)。
[0078]乳化劑制備例2
[0079] (1)將反應(yīng)物按摩爾比二乙烯三胺:油酸= 1:2(即以伯胺基團(tuán)計(jì)的二乙烯三胺的 用量與油酸的用量