專利名稱：一種多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑及含有該乳化劑的油基鉆井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑及含該乳化劑的油基鉆井液。
背景技術(shù)：
作為油基鉆井液體系的關(guān)鍵組成部分，乳化劑起著至關(guān)重要的作用。油基鉆井液是否穩(wěn)定，在很大程度上取決于乳化劑的合理使用。乳化劑的主要作用是降低油水兩種液體間的界面張力、形成堅(jiān)固的界面膜和增加外相粘度。就目前而言，用于油基鉆井液體系的乳化劑一般為羧酸的皂鹽、磺酸的皂鹽、有機(jī)酸酯、胺鹽等。以上幾種乳化劑耐高溫性能 有限，在使用過程雖然添加量高但效果不佳，沒有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種添加量少、乳化效果好的油基鉆井液的多羥基乳化劑。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供含有上述乳化劑的鉆井液。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述鉆井液制備方法。為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑，其具有以下結(jié)構(gòu)R1- (CH2-CH2) n-C (OH) - (CH2) m-C (O) -OCH2-CH (0-C (O) -R2) -CH2O-C (O) - (CH2) m-CH (OH)R3，其中A1、R3為C15 C21的烷基或單烯烴基，R2為氫或C12 C22的烷基、單烯烴基或雙烯烴基，η為I 3的整數(shù)；m為I 4的整數(shù)，所述乳化劑的羥值為50 87mg KOH/g,酸值為5 50mg KOH/g。上述乳化劑中的脂肪酸酯衍生自椰子、棉籽、蓖麻、油菜籽、大豆、棕櫚、花生和松漿油中的一種，或者是它們中任意兩種或兩種以上的混合物，混合物中各組分以任意比混
口 ο一種含上述多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑的鉆井液，包括60 90wt%的基礎(chǔ)油和10 40wt%的鹽水以及以所述基礎(chǔ)油和水的總重量計(jì)的O. 5 1. 2%的乳化劑、O. 5 O. 8%的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑、2. O 3. 0%的氧化鈣、1. 5 2. 5%的有機(jī)土、2. O 3. 0%的降濾失劑以及加重材料，所述加重材料的加入量使得該鉆井液的密度為1.1 2. 3g/cm3。在所述鉆井液中，所述基礎(chǔ)油為柴油、低毒白礦物油。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述低毒白礦物油采用廣東省茂名石化工程有限公司生產(chǎn)的4#或5#白油；所述鹽水為氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀水溶液中的一種，所述水溶液的濃度為10^40wt% ；所述潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑為植物油酰胺或妥爾油酰胺；
所述有機(jī)土蒙脫石的季銨化產(chǎn)物；所述降濾失劑為褐煤樹脂，在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用的是渤海鉆探工程有限公司泥衆(zhòng)技術(shù)服務(wù)分公司生產(chǎn)的改性褐煤；所述加重材料為石灰石、重晶石、赤鐵礦中的一種或任意兩種的組合，采用兩種的組合時(shí)，所述兩種加重材料以任意比混合。本發(fā)明的乳化劑是一種氧化聚合脂肪酸酯，它是由脂肪酸酯經(jīng)過深度氧化聚合后的聚合體，具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性；由于其分子內(nèi)具有多個(gè)羥基和羧基，因此具有特別優(yōu)異的反相乳化性能和潤(rùn)滑性能。該類型乳化劑能夠在60:40至95:5大范圍油水比和150 220°C溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，具有優(yōu)異的乳化穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。本發(fā)明的鉆井液在高含水油狀態(tài)下具有良好的電穩(wěn)定性和體系穩(wěn)定性，在高密度狀態(tài)下具有良好的流動(dòng)性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的乳化劑及含有該乳化劑的鉆井液進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的乳化劑具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式R1- (CH2-CH2) n~C (OH) - (CH2) m-C (O) -OCH2-CH (0-C (O) -R2) -CH2O-C (O) - (CH2) m-CH (OH)R3其中R1、! 3為C15 C21的烷烴或單烯烴，R2為氫或C12 C22的烷烴、單烯烴或雙烯烴，η值為I 3，m值為I 4。上述乳化劑是一種氧化聚合脂肪酸酯，在室溫下是液體且不需要添加溶劑，其羥值為50 87，酸值為5 50。所用的脂肪酸衍生自椰子油、棉籽油、蓖麻油、油菜籽油、大豆油、棕櫚油、花生油或松漿油中的一種，或者是它們中任意兩種或兩種以上以任意比組成的混合物。采用植物油和空氣在200-220°C、5-15Mpa下進(jìn)行脂肪酸酯氧化聚合，部分脂肪酸酯鏈段聚合，部分易分解鏈段斷裂，形成分子量在100(T5000Da范圍內(nèi)的氧化大豆油酯，作為本發(fā)明的油基鉆井液乳化劑。依下表所列配比、按下述方法制備含有上述乳化劑的鉆井液
權(quán)利要求
1.一種多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑，其具有以下結(jié)構(gòu) R1-(CH2-CH2) n-C (OH) - (CH2) m-C (0) -OCH2-CH (0-C (0) -R2) -CH2O-C (0) - (CH2) m-CH (OH) R3， 其中R\ R3為C15 C21的烷基或單烯烴基， R2為氫或C12 C22的烷基、單烯烴基或雙烯烴基， n為I 3的整數(shù)；m為I 4的整數(shù)， 所述乳化劑的羥值為50 87mg KOH/g，酸值為5 50mg KOH/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑，其特征在于所述乳化劑中的脂肪酸酯衍生自椰子、棉籽、蓖麻、油菜籽、大豆、棕櫚、花生和松漿油中的一種，或者是它們中任意兩種或兩種以上的混合物，混合物中各組分以任意比混合。
3.一種含有權(quán)利要求1或2所述多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑的鉆井液，其特征在于包括60 90wt%的基礎(chǔ)油和10 40wt%的鹽水以及以所述基礎(chǔ)油和鹽水的總重量計(jì)的0. 5 1. 2%的乳化劑、0. 5 0. 8%的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑、2. 0 3. 0%的氧化鈣、1. 5 2. 5%的有機(jī)土、2. 0 3. 0%的降濾失劑以及加重材料，所述加重材料的加入量使得該鉆井液的密度為1.1 2. 3g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液，其特征在于所述基礎(chǔ)油為柴油、低毒白礦物油中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液，其特征在于所述鹽水為氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀水溶液中的一種，所述鹽水的濃度為2(T40wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液，其特征在于所述潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑為植物油酰胺或妥爾油酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液，其特征在于所述有機(jī)土為蒙脫石的季銨化產(chǎn)物。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液，其特征在于所述降濾失劑為褐煤樹脂。
9.所述加重材料為石灰石、重晶石、赤鐵礦中的一種或任意兩種的組合，采用兩種的組合時(shí)，所述兩種加重材料以任意比混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多羥基結(jié)構(gòu)乳化劑及含該乳化劑的油基鉆井液，所述鉆井液包括60～90wt%的基礎(chǔ)油和10～40wt%的鹽水以及以基礎(chǔ)油和鹽水的總重量計(jì)的0.5～1.2%的乳化劑、0.5～0.8%的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑、2.0～3.0%的氧化鈣、1.5～2.5%的有機(jī)土、2.0～3.0%的降濾失劑以及加重材料，所述加重材料的加入量使得該鉆井液的密度為1.1～2.3g/cm3。該乳化劑具有優(yōu)異的反相乳化性能和潤(rùn)滑性能、能夠在60∶40至95∶5大范圍油水比和150～220℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，乳化穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性高。所述鉆井液在高含水油狀態(tài)下具有良好的電穩(wěn)定性和體系穩(wěn)定性，在高密度狀態(tài)下具有良好的流動(dòng)性。
文檔編號(hào)C09K8/32GK103013465SQ20121058026
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者盧福偉, 張松杰, 黃達(dá)全, 王偉忠, 郭劍梅, 馬運(yùn)慶, 龔純武, 馬翠雪, 田增艷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司