一种油基钻井液降粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于石油钻井工程技术领域，具体涉及一种油基钻井液降粘剂及其制备方法。该降粘剂由以下重量份数的原料制备而成：脂肪酸100

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井液降粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于石油钻井工程
，具体涉及一种油基钻井液降粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油工业发展，油气资源勘探开发逐渐向深层、超深地层转变。深层、超深层油气有效动用，对保障我国能源供给、减少对外油气资源依赖度具有重要意义。深层、超深层油气开发，面临高温、高压、高盐等恶劣条件，导致钻井难度大，对配套钻井液要求极高。油基钻井液是油包水乳液，凭借良好的抑制性、抗温性、润滑性等优势，在深井、超深井钻探中应用广泛。
[0003]由于油基钻井液配制成本高，油相作为危废物处置成本高、环境污染风险大，油基钻井液通常在完井后经简单处理移至下一口井重复利用。随着重复利用次数增多，油基钻井液暴露出粘度、切力增长严重、触变性变差等现场问题。油基钻井液粘切增高，导致起下钻时抽吸压力和激动压力大幅增大，极易造成井壁失稳，引发复杂事故。同时粘切增高，也对机械钻速影响巨大，导致工期延长。
[0004]目前现场主要采用稀释法来抑制油基钻井液粘切的快速上升。通过混入新配至的胶液(油包水乳液)，以降低油基钻井液粘度、切力。该方法见效快，但整体应用成本高，稀释后老浆量快速增到，导致存储及后续作为危废处置压力较大。并且，稀释后的油基钻井液应用一段时间后，粘度、切力仍会快速上涨，导致钻井液流变性能难以调控。
[0005]油基钻井液降粘剂的研究成为近年来的研究热点。授权号CN109721729 B的中国专利“适用作低温降粘剂的聚酰胺类共聚物及其制备方法和油基钻井液”公开了一种降粘剂，该降粘剂是一种聚酰胺类共聚物，该聚酰胺类共聚物含有长链二元酸提供的结构单元、二元胺类化合物提供的结构单元和由二元醇类化合物提供的端基，该降粘剂能够通过降低低温粘度切力的方式实现油基/合成基钻井液的恒流变性能，但是该专利技术的降粘剂抗高温能力较差。

技术实现思路

[0006]为克服以上技术问题，本专利技术提供了一种耐高温的油基钻井液降粘剂，该降粘剂可耐温至200℃，且降粘效果好，能够有效控制钻井液粘度、切力增长。
[0007]为实现以上目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种油基钻井液降粘剂，所述降粘剂由以下重量份数的原料制备而成：脂肪酸100
‑
120份，N,N二甲基烷基二胺100
‑
120份，油相溶剂140
‑
180份，表面活性剂20
‑
35份。
[0009]优选地，所述原料中，N,N二甲基烷基二胺的重量份数为100
‑
110份，油相溶剂的重量份数为160
‑
170份。
[0010]优选地，所述原料中，N,N二甲基烷基二胺的重量份数为104
‑
108份，油相溶剂的重量份数为160
‑
165份。
[0011]优选地，所述脂肪酸为碳原子数处于14
‑
20之间的脂肪酸中的任一种或多种的混合物；所述N,N二甲基烷基二胺为烷基数为2
‑
4之间的N,N二甲基烷基二胺；所述油相溶剂为3号白油或5号白油中的任一种或两种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸铵、卵磷脂和十四烷基溴化铵中的任一种或多种。
[0012]优选地，所述脂肪酸为油酸；所述N,N二甲基烷基二胺为N,N二甲基乙二胺和N,N二甲基丙二胺中的任一种；所述油相溶剂为3号白油；所述表面活性剂为卵磷脂。
[0013]本专利技术的目的还在于提供所述降粘剂的制备方法，包括以下步骤；
[0014](1)将脂肪酸，N,N二甲基烷基二胺和油相溶剂加入至反应容器中；
[0015](2)抽真空，加热，在搅拌下进行反应；
[0016](3)关闭真空泵，降低反应温度，继续在搅拌下进行反应；
[0017](4)冷却至室温，加入表面活性剂，搅拌均匀，即得到油基钻井液稀释剂。
[0018]优选地，步骤(2)中，所述抽真空至真空度0.02
‑
0.05MPa，所述加热至180
‑
220℃，所述搅拌的转速为200r/min
‑
300r/min，所述反应的时间为8
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12h。
[0019]优选地，步骤(2)中，所述加热至190
‑
200℃，所述反应的时间为9
‑
10h。
[0020]优选地，步骤(3)中，所述降低反应温度至60
‑
80℃，所述搅拌的转速为200r/min
‑
300r/min，所述反应的时间为2
‑
4h。
[0021]优选地，步骤(4)中，所述搅拌的转速为200r/min
‑
400r/min。
[0022]本专利技术通过脂肪酸与N,N二甲基烷基胺在高温下的酰胺化反应，形成酰胺基团，提高降粘剂在固相表面吸附性；通过脂肪酸与N,N二甲基烷基胺在60
‑
80℃下发生季铵盐化反应，形成的季铵盐基团可进一步加强降粘剂在固相表面吸附强度，有效抑制固相间互相吸附形成网络架构，提高降粘作用效果。加入表面活性剂，可有效提高降粘剂在固相表面形成的膜强度，有利于降粘剂更好地发挥降粘作用。
[0023]与现有技术比，本专利技术的技术优势在于：
[0024](1)该产品合成工艺简单，成本低廉，加量少，见效快。
[0025](2)该产品分子链中引入了抗温性较强的酰胺基团，可耐温至200℃；通过在分子链中引入长碳链烃基，使该产品呈现出较好的油溶性，在油基钻井液中溶解较快，便于使用。
[0026](3)稀释剂分子上引入胺基作为极性基团，可与油基钻井液中的岩屑颗粒发生吸附作用，可以阻止固相颗粒形成空间网架结构，进而降低钻井液粘度，调节流变性；该产品可有效抑制有害固相形成框架结构，从而有效控制钻井液粘度、切力增长。
[0027](4)通过季铵盐化反应，引入季铵盐基团，进一步提高了降粘剂在固相表面的吸附速率与强度，有利于降粘剂发挥作用。
[0028](5)引入表面活性剂，可协助增强固相周围吸附降粘剂形成膜结构的强度，抑制固相颗粒相互接近形成框架结构，进而有效降低老浆粘切；另外，表面活性剂也具备润湿性能，有利于固相颗粒分散。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施例对本专利技术进行说明，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述
试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0030]实施例1
[0031]制备降粘剂，包括以下步骤：
[0032](1)将100g油酸，108g N,N二甲基乙二胺和165g 3号白油加入至反应容器中；
[0033](2)抽真空，在真空下加热至195℃并在200r/min搅拌下反应9h；
[0034](3)关闭真空泵，将反应温度降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液降粘剂，其特征在于，所述降粘剂由以下重量份数的原料制备而成：脂肪酸100
‑
120份，N,N二甲基烷基二胺100
‑
120份，油相溶剂140
‑
180份，表面活性剂20
‑
35份。2.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，所述原料中，N,N二甲基烷基二胺的重量份数为100
‑
110份，油相溶剂的重量份数为160
‑
170份。3.根据权利要求2所述的降粘剂，其特征在于，所述原料中，N,N二甲基烷基二胺的重量份数为104
‑
108份，油相溶剂的重量份数为160
‑
165份。4.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，所述脂肪酸为碳原子数处于14
‑
20之间的脂肪酸中的任一种或多种的混合物；所述N,N二甲基烷基二胺为烷基数为2
‑
4之间的N,N二甲基烷基二胺；所述油相溶剂为3号白油或5号白油中的任一种或两种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸铵、卵磷脂和十四烷基溴化铵中的任一种或多种。5.根据权利要求4所述的降粘剂，其特征在于，所述脂肪酸为油酸；所述N,N二甲基烷基二胺为N,N二甲基乙二胺和N,N二甲基丙二胺中的任一种；所述油相溶剂为3号白油；所述表面活性剂为卵磷脂。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎克生，刘可成，石建刚，徐生江，张文波，姚旭洋，巩加芹，周泽南，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：