一种抗高温油基钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种抗高温油基钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。本发明的抗高温油基钻井液用降滤失剂主要由如下重量份成分制备而成：N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、腐植酸180-220份和脂肪胺80-120份；优选所述腐植酸纯度≥98％。本发明的降滤失剂适用于温度在220℃以下、密度在0.9～2.2g/cm3、油水比在70:30～90:10范围内的柴油和白油基钻井液体系，解决降滤失剂加量大、效果低，高温降解导致流变性变差、滤失量增大和污染环境等问题。
【专利说明】一种抗高温油基钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及深井超深井石油资源勘探与开发【技术领域】，具体说是涉及一种抗高温 油基钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着国内外能源需求的不断增加，石油勘探开发逐渐向深部和复杂地层 钻进，钻探深井、超深井、大斜度井、多分支井、水平井等复杂井的数量越来越多，更加之对 非常规油气资源的开发，对油基钻井液的需求逐步增多。油基钻井液具有抗高温、抗盐钙 侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小等优点。多数使用的油包水乳化钻井 液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加有乳化剂，润湿剂，降滤失剂等处理剂所形成的 稳定乳状液体系，其中降滤失剂是必不可少的成分，主要作用是使钻井液在井壁上形成薄 而致密的泥饼，从而降低滤失量、维持井眼稳定以及减少钻井液侵入、损害油气层。国内油 基钻井液降滤失剂的研究还比较少，商品化的产品更少，主要为浙青类产品，而浙青类产品 有降低钻速、污染环境和加量大等缺点，目前常用的油基钻井液配方中，已对其限制使用。 腐植酸酰胺类降滤失剂具有加量少、降滤失效果好、抗高温和对环境友好等特点。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的在于提供一种抗高温油基钻井液用降滤失剂；本发明的降滤失 剂能够提高油基钻井液体系的高温降滤失性能，解决钻探深井超深井过程中由于降滤失剂 高温分解造成的钻井液体系流变性异常和滤失量增大等问题。
[0004] 本发明的另一目的在于提供所述抗高温油基钻井液用降滤失剂的制备方法；
[0005] 本发明的又一目的在于提供所述抗高温油基钻井液用降滤失剂在提高油基钻井 液体系的降滤失性能中的应用。
[0006] 为达上述目的，一方面，本发明提供了一种抗高温油基钻井液用降滤失剂，所述降 滤失剂主要由如下重量份成分制备而成：N，N-二甲基甲酰胺400份；二甲苯50份；腐植酸 180-220份、脂肪胺80-120份。
[0007] 所述腐植酸可以为现有常规市售的腐植酸，本发明可以进一步优选所述腐植酸纯 度彡98%。
[0008] 根据本发明所述的降滤失剂，所述脂肪胺是碳原子数为12?36的单链或双链有 机胺；
[0009] 根据本发明所述的降滤失剂，其中优选所述脂肪胺为十二烷基伯胺、十六烷基伯 胺、十八烷基伯胺、双十二烷基仲胺、双十六烷基仲胺和双十八烷基仲胺中的一种或两种以 上的组合。
[0010] 其中更优选为十六烷基伯胺或十八烷基伯胺。
[0011] 根据本发明所述的降滤失剂，所述降滤失剂由包括如下步骤的方法制备得到：
[0012] (1)首先将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机 中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反应，当从真空捏合机中的抽离液中不再有水 产生，即为反应终点，得到反应物料；
[0013] (2)将步骤⑴得到的反应物料进行减压蒸馈，去除反应物料中的有机溶剂，得到 反应物料中的干状固相组份；然后将干状固相组份粉碎过筛，得到所述的降滤失剂。
[0014] 根据本发明所述的降滤失剂，其中优选步骤（1)中将N，N-二甲基甲酰胺、二甲 苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至 100-120°C 反应；
[0015] 根据本发明所述的降滤失剂，其中还优选步骤（1)中将N，N-二甲基甲酰胺、二甲 苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反 应 2-5h ;
[0016] 根据本发明所述的降滤失剂，其中还优选步骤（2)中所述过筛是过200目筛。
[0017] 另一方面，本发明还提供了前面任意一项所述抗高温油基钻井液用降滤失剂的制 备方法，所述方法包括如下步骤：
[0018] (1)首先将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机 中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反应，当从真空捏合机中的抽离液中不再有水 产生，即为反应终点，得到反应物料；
[0019] ⑵将步骤⑴得到的反应物料进行减压蒸馈，去除反应物料中的有机溶剂，得到 反应物料中的干状固相组份；然后将干状固相组份粉碎过筛，得到所述的降滤失剂。
[0020] 根据本发明所述的方法，其中优选步骤⑴是将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、 腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至 100-120°C 反应；
[0021] 根据本发明所述的降滤失剂，其中还优选步骤（1)中将N，N-二甲基甲酰胺、二甲 苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反 应 2-5h。
[0022] 根据本发明所述的方法，其中优选步骤（1)在100-120°C抽真空反应2_5h ;
[0023] 根据本发明所述的方法，其中还优选步骤（2)所述减压蒸馏为在140-160°C下减 压蒸馏；
[0024] 根据本发明所述的方法，其中还优选步骤（3)中所述过筛是过200目筛。
[0025] 又一方面，本发明还提供了前面任意一项所述抗高温油基钻井液用降滤失剂在提 高油基钻井液体系的降滤失性能中的应用；
[0026] 根据本发明所述的应用，其中优选所述油基钻井液体系为柴油和白油基钻井液体 系；
[0027] 根据本发明所述的应用，其中进一步优选所述油基钻井液体系为温度在220°C以 下、密度在〇. 9?2. 2g/cm3、油水比在70:30?90:10范围内的柴油和白油基钻井液体系。
[0028] 综上所述，本发明提供了一种抗高温油基钻井液用降滤失剂及其制备方法和应 用。本发明的降滤失剂具有如下优点：
[0029] 本发明为一种抗高温油基钻井液用腐植酸酰胺类降滤失剂，适用于温度在220°C 以下、密度在〇. 9?2. 2g/cm3、油水比在70:30?90:10范围内的柴油和白油基钻井液体系， 解决降滤失剂加量大、效果低，高温降解导致流变性变差、滤失量增大和污染环境等问题。
【具体实施方式】
[0030] 以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅 读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
[0031] 主要设备：具有加热、搅拌、冷却系统的不锈钢反应釜；
[0032] N，N-二甲基甲酰胺400份；二甲苯50份；腐植酸180-220份、脂肪胺80-120份。
[0033] 实施例1
[0034] 首先将N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、200份腐植酸和80份十八烷基伯 胺依次加入到不锈钢真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至120°C，反 应3小时。然后对反应物料进行减压蒸馏去除有机溶剂，最后将干状固相组份粉碎，过200 目筛，既得腐植酸酰胺类降滤失剂成品。
[0035] 实施例2
[0036] 首先将N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、180份腐植酸和80份十八烷基伯 胺依次加入到不锈钢真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至120°C，反 应3小时。然后对反应物料进行减压蒸馏去除有机溶剂，最后将干状固相组份粉碎，过200 目筛，既得腐植酸酰胺类降滤失剂成品。
[0037] 实施例3
[0038] 首先将N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、220份腐植酸和120份十八烷基 伯胺依次加入到不锈钢真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至120°C， 反应3小时。然后对反应物料进行减压蒸馏去除有机溶剂，最后将干状固相组份粉碎，过 200目筛，既得腐植酸酰胺类降滤失剂成品。
[0039] 实施例4
[0040] 首先将N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、150份腐植酸和100份十八烷基 伯胺依次加入到不锈钢真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至120°C， 反应3小时。然后对反应物料进行减压蒸馏去除有机溶剂，最后将干状固相组份粉碎，过 200目筛，既得腐植酸酰胺类降滤失剂成品。
[0041] 实施例5
[0042] 首先将N，N-二甲基甲酰胺400份、二甲苯50份、220份腐植酸和50份十八烷基伯 胺依次加入到不锈钢真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至120°C，反 应3小时。然后对反应物料进行减压蒸馏去除有机溶剂，最后将干状固相组份粉碎，过200 目筛，既得腐植酸酰胺类降滤失剂成品。
[0043] 利用本发明的抗高温油基钻井液用腐植酸酰胺类降滤失剂配制了不同密度和油 水比的白油基钻井液，在不同温度下对其性能进行测定。
[0044] 应用例1
[0045] 实验配方：70份5#白油+30份CaCl2水溶液（浓度20 % ) +4份乳化剂+2份有机 土 +4份降滤失剂-实施例1+2份氧化钙+重晶石。
[0046]
【权利要求】
1. 一种抗高温油基钻井液用降滤失剂，其特征在于，所述降滤失剂主要由如下重量份 成分制备而成：N，N-二甲基甲酰胺400份；二甲苯50份；腐植酸180-220份、脂肪胺80-120 份。
2. 根据权利要求1所述的降滤失剂，其特征在于，所述腐植酸纯度> 98%。
3. 根据权利要求1所述的降滤失剂，其特征在于，所述脂肪胺是碳原子数为12?36的 单链或双链有机胺。
4. 根据权利要求3所述的降滤失剂，其特征在于，所述脂肪胺为十二烷基伯胺、十六烷 基伯胺、十八烷基伯胺、双十二烷基仲胺、双十六烷基仲胺和双十八烷基仲胺中的一种或两 种以上的组合。
5. 根据权利要求1所述的降滤失剂，其特征在于，所述降滤失剂由包括如下步骤的方 法制备得到： ⑴首先将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在 不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反应，当从真空捏合机中的抽离液中不再有水产生， 即为反应终点，得到反应物料；其中优选将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐植酸和脂肪胺依 次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温至100-120°C反应，其中 还优选反应2-5h ; (2)将步骤（1)得到的反应物料进行减压蒸馏，去除反应物料中的有机溶剂，得到反应 物料中的干状固相组份，然后将干状固相组份进行粉碎过筛，优选过200目筛，得到所述的 降滤失剂。
6. 权利要求1?5任意一项所述抗高温油基钻井液用降滤失剂的制备方法，所述方法 包括如下步骤： ⑴首先将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在 不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反应，当从真空捏合机中的抽离液中不再有水产生， 即为反应终点，得到反应物料； (2)将步骤（1)得到的反应物料进行减压蒸馏，去除反应物料中的有机溶剂，得到反应 物料中的干状组份，然后将干状固相组份进行粉碎过筛，得到所述的降滤失剂。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中步骤（1)是将N，N-二甲基甲酰胺、 二甲苯、腐殖酸和脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升 温至100-120°C进行反应。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、腐殖酸和 脂肪胺依次加入到真空捏合机中，在不断搅拌和抽真空的情况下，加热升温反应2-5h。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中步骤（2)所述干状固相组份粉碎后过 200目筛。
10. 权利要求1?5任意一项所述抗高温油基钻井液用降滤失剂在提高油基钻井液体 系的降滤失性能中的应用；其中优选所述油基钻井液体系为柴油和白油基钻井液体系；更 优选为温度在220°C以下、密度在0. 9?2. 2g/cm3、油水比在70:30?90:10范围内的柴油 和白油基钻井液体系。
【文档编号】C09K8/035GK104312555SQ201410538887
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】王茂功, 李英敏, 赵泽, 赖晓晴, 李彦琴, 李爽 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院