一种油基钻井液用抗高温提切剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于钻井液，具体涉及一种油基钻井液用抗高温提切剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着油气工业的发展，油气勘探地域目的层由中浅层向深层和超深层延伸。但是，在油气勘探中由于地区地质条件复杂，油气富集区域油气埋藏深、地层倾角大、高温、高压，给钻井作业带来极大的难题。在实际开采过程中，通过使用抗高温高密度油基钻井液体系，可以有效解决钻进过程中卡钻、漏失大等问题。

2、目前，油基钻井液一直存在动切力低、动塑比低以及悬浮性能差等问题，进而导致油基钻井液无法有效携带岩屑和对加重材料的悬浮；且在实际钻井过程中，切力低会使油基钻井液在循环过程中出现固相沉降、降低钻速的问题。所以在油基钻井液体系中加入提切剂，可以提高动切力、动塑比，提高钻井液携岩能力。油基钻井液一般使用有机土作为增粘提切剂，依靠有机土与油基钻井液的水滴相互作用，形成空间网架结构，增加钻井液体系的动切力，但是往往抗温性能差、成胶率较低。要提高有机土的成胶率和抗温性，需要额外加入激活剂等处理剂，使得钻井液成本增加，施工工艺复杂。

3、中海油服油田化学事业部上海作业公司采用脂肪酸和有机胺在催化剂的作用下反应4h后加入多元醇，升温至170℃继续反应3h，降温后加入酯类混合搅拌，最终得到研制的油基钻井液用提切剂，通过性能评价和抗温评价，该提切剂抗温达180℃，满足正常钻井需求。但是对于塔里木油田，特别是库车山前区块，不能满足其抗高温(一般在200℃以上)高压的需求(参见“一种油基钻井液提切剂的研制及评价[j]”.中海油服油田化学事业部上海作业公司化,2020,34(03))。

4、cn110157395a公开了一种油基钻井液提切剂组合物、油基钻井液用提切剂产品及其制备方法，以及含有所述油基钻井液提切剂组合物或所述油基钻井液用提切剂产品的油基钻井液。所述油基钻井液提切剂组合物包括以下组分：基础油100重量份、锂皂石1～20重量份、凹凸棒石1～20重量份、分散剂1～20重量份以及提切剂5～10重量份；该发明的油基钻井液提切剂组合物或油基钻井液用提切剂产品能够使油基钻井液具有较好的流变性能、较好的对加重材料及钻屑的悬浮与携带能力，并且生产成本较低。

5、cn104592959a公开了一种耐高温油基钻井液用提切剂及其制备方法与应用。该制备方法包括以下步骤：a、将150～250重量份的二聚酸、100～150重量份的三乙二醇单丁醚、30～50重量份的二乙醇胺依次加入到反应容器中，搅拌下，加热反应；b、加入10～17重量份的有机烯胺，继续反应，反应结束后，降温；c、加入与步骤a中相同重量份的三乙二醇单丁醚和20～30重量份的碳酸丙烯酯，搅拌均匀，得到耐高温油基钻井液用提切；该发明提供的提切剂可提高油基钻井液的切力，可解决由于高油水比油基钻井液体系切力低造成的重晶石沉降和携岩能力差等问题。

6、但是，上述现有技术中提供的油基钻井液成本高、对环境污染严重，对于提高切力的作用也有限，并且制作方法复杂，不利用大范围工业化应用。

7、因此，开发一种无毒、无害、不污染环境且制备方法简单，可以有效油基钻井液的动切力的油基钻井液用抗高温提切剂，是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油基钻井液用抗高温提切剂及其制备方法和应用，所述油基钻井液用抗高温提切剂的制备原料包括烃类单体、酸酐单体和催化剂的组合；所述油基钻井液用抗高温提切剂具有分散性好以及抗高温的优点，可以有效提高油基钻井液的动切力及粘度屈服值，使得到的油基钻井液对加重材料具有较好的悬浮与携带能力，且制作工艺简单，可以有效降低油基钻井液的成本。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种油基钻井液用抗高温提切剂，所述油基钻井液用抗高温提切剂的制备原料包括烯烃类单体、酸酐单体和催化剂的组合。

4、首先，本发明提供的包含上述三种组分的钻井液用抗高温提切剂具有分散性优异以及抗高温的特点；同时还具有成胶率高的优势，将其添加到油基钻井液中，可以有效地提高所述油基钻井液体系的动切力，进而可以使得所述油基钻井液具有良好的携岩效果，同时还可以提高所述油基钻井液的高温老化性能。其次，本发明提供包含上述三种组分的钻井液用抗高温提切剂无毒、无害，不污染环境，且制作工艺简单，易操作，适用于大范围应用。最后，本发明所提供的“油基钻井液用抗高温提切剂”中的“抗高温”指的是在温度高达220℃的条件下，所述提切剂仍具有良好的稳定性。

5、优选地，所述油基钻井液用抗高温提切剂的制备原料按照重量份包括如下组分：

6、烯烃类单体      25～45重量份

7、酸酐单体        40～60重量份

8、催化剂          10～20重量份。

9、其中，所述烯烃类单体可以为27重量份、29重量份、31重量份、33重量份、35重量份、37重量份、39重量份、41重量份或43重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

10、所述酸酐单体可以为42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份或58重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

11、所述催化剂可以为11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

12、优选地，所述催化剂包括甲基铝氧烷。

13、优选地，所述烯烃类单体包括异丁烯、1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-戊烯、2-甲基-2-戊烯或丁二烯中的任意一种或至少两种的组合。

14、优选地，所述酸酐单体包括邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、环已基二乙酸酐、顺丁烯二酸酐或异丁烯二酸酐的任意一种或至少两种的组合。

15、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述抗高温提切剂的制备方法，所述制备方法包括：将烯烃类单体、酸酐单体和催化剂进行聚合反应，得到所述油基钻井液用抗高温提切剂。

16、优选地，所述聚合反应在装有搅拌器和温度计的三口烧瓶中进行。

17、优选地，所述聚合反应的温度140～160℃，例如142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃或158℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

18、优选地，所述聚合反应的时间为2～4h，例如2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h或3.8h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

19、优选地，所述聚合反应在搅拌的条件下进行。

20、优选地，所述搅拌的转速为800～1000rpm，例如820rpm、840rpm、860rpm、880rpm、900rpm、920rpm、940rpm、960rpm或980rpm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

21、优选地，所述聚合反应结束后还包括降温和过滤的步骤。

22、优选地，所述降温后体系的温度不高于60℃，例如55℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃或5℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

23、作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括：在140～160℃下，将烯烃类单体、酸酐单体和催化剂在装有搅拌器和温度计的三口烧瓶中，在转速为800～1000rpm的条件下进行聚合反应2～4h，降温使得体系的温度不高于60℃，过滤，得到所述油基钻井液用抗高温提切剂。

24、第三方面，本发明提供一种油基钻井液，所述油基钻井液包括如第一方面所述的油基钻井液用抗高温提切剂和白油的组合。

25、优选地，所述油基钻井液还包括填料、有机褐煤、助剂、盐水或重晶石中的任意一种或至少两种的组合。

26、优选地，所述助剂包括乳化剂、滤失剂或润湿剂中的任意一种或至少两种的组合。

27、作为本发明的优选技术方案，所述油基钻井液全油基钻井液。

28、优选地，所述油基钻井液的油水比为(1～9):(9～1)，例如9:1、8.5:1.5、8:2、7:3或6:4等。

29、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

30、(1)本发明提供的钻井液用抗高温提切剂包烯烃类单体、酸酐单体和催化剂的组合，包含上述三种制备原料的钻井液用抗高温提切剂除了具有优异的分散性以及抗高温性能外，还具有较高的成胶率，进而将其添加到油基钻井液中可以有效提高油基钻井液体系的动切力，使所述油基钻井液具有良好的携岩效果和抗高温效果。

31、(2)同时，本发明提供的钻井液用抗高温提切剂的bod5/coddr为0.058～0.067，均≥0.05，易生物降解，具有无毒、无害，不污染环境的优势，且制作工艺简单，操作方便，适用于大范围应用。