钻井液的添加剂组合物和超高温超高密度无土相油包水钻井液制造技术

本发明专利技术涉及石油化工钻井领域，公开了一种钻井液的添加剂组合物，该组合物含有乳化剂和提切剂，所述乳化剂为下式(1)所示的化合物中的一种或多种；所述提切剂为二聚酸-有机胺共聚物，该共聚物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元。本发明专利技术还提供了含有上述组合物的钻井液。在无土相油包水钻井液含有本发明专利技术的含有所述乳化剂和提切剂的钻井液的添加剂组合物下，能够获得具有较高抗温性能和较高密度的无土相油包水钻井液；式(1)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工钻井领域，具体地，涉及一种钻井液的添加剂组合物和超高温超高密度无土相油包水钻井液。
技术介绍
油基钻井液是以油作为连续相的钻井液，与水基钻井液相比，油基钻井液具有抑制性强、润滑性好、抗盐侵、抗钙侵、对油气储层损害程度较小等多种优点。显然，油基钻井液的强抑制性、强润滑性和良好的储层保护性能使其更适合于造斜井段与长水平井段的钻井。然而，目前发展的油基钻井液技术还不够完善，主要表现在如下几个方面。(1)抗高温能力不足：随着井深的增加及井底温度的升高，对油基钻井液的抗温性要求也在逐渐提升。(2)密度普遍不高：常规密度的油基钻井液已不能满足高压地层对钻井液的密度要求，而提高钻井液密度又会带来诸如流变性差的问题。含土相油包水钻井液主要通过有机土来提高油基钻井液体系的悬浮性，通常的组成是：基础相油或者合成基油作为外相；无机盐，溶解在内相水中(通常为30％CaCl2的水溶液)；其他添加剂例如助悬剂、降滤失剂、润湿剂、乳化剂、提切剂等。其中，由于含有有机土作为土相，使得这样的含土相油包水钻井液存在抗温性不高、储层损害大、密度难以提高这样的问题，而现有的无土相油包水钻井液通过采用提切剂代替含土相油包水钻井液中的土相，这样的钻井液具有抗高温、低储层损害、高密度的优点，但是现有的无土相的油包水钻井液仍然难以获得较高的抗温性能和较高的密度，难以实现对高压深井的石油油气等的开采。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的无土相油包水钻井液存在的抗温性能较差且密度较低的缺陷，提供一种能够在无土相情况下仍获得抗温性能较高的且密度较高的钻井液的钻井液的添加剂组合物和超高温超高密度无土相油包水钻井液。为了实现上述目的，本专利技术提供一种钻井液的添加剂组合物，该组合物含有乳化剂和提切剂，所述乳化剂为下式(1)所示的化合物中的一种或多种，所述提切剂为二聚酸-有机胺共聚物，该共聚物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元，其中，所述二聚酸为油酸和亚油酸的二聚体，所述烷基胺为C10-C20的烷基伯胺中的一种或多种，所述芳香胺为苯胺和苯环上被C1-C3的烷基单点取代的或多点取代的苯胺中的一种或多种；式(1)式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C14-C30的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键的C14-C30的不饱和烷基，基团Y各自独立选自以下式所示的基团：n为1-8的整数；n个X各自独立地选自H和-C(O)-R2，且至少有一个X为-C(O)-R2，R2选自羧基、C1-C6的烷基、C3-C8的环烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的环烷基、被羧基和C1-C4的烷基取代的C3-C8的环烷基、具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、以及被羧基和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基。本专利技术还提供了含有上述添加剂组合物的超高温超高密度无土相油包水钻井液。在无土相油包水钻井液含有本专利技术的含有所述乳化剂和提切剂的钻井液的添加剂组合物下，能够获得具有较高抗温性能和较高密度的无土相油包水钻井液，例如所述钻井液具有抗240℃以上的抗温性能，其密度为2.6g/cm3以上。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种钻井液的添加剂组合物，该组合物含有乳化剂和提切剂，所述乳化剂为下式(1)所示的化合物中的一种或多种，所述提切剂为二聚酸-有机胺共聚物，该共聚物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元，其中，所述二聚酸为油酸和亚油酸的二聚体，所述烷基胺为C10-C20的烷基伯胺中的一种或多种，所述芳香胺为苯胺和苯环上被C1-C3的烷基单点取代的或多点取代的苯胺中的一种或多种；式(1)式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C14-C30的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键的C14-C30的不饱和烷基，基团Y各自独立选自以下式所示的基团：n为1-8的整数；n个X各自独立地选自H和-C(O)-R2，且至少有一个X为-C(O)-R2，R2选自羧基、C1-C6的烷基、C3-C8的环烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的环烷基、被羧基和C1-C4的烷基取代的C3-C8的环烷基、具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、以及被羧基和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基。根据本专利技术，尽管所述乳化剂和提切剂可以按照任意比例配合使用，并获得能够促进钻井液提高密度和抗温性能的添加剂组合物，但是，为了能够使得所述乳化剂和提切剂能够更好地配合，优选情况下，所述乳化剂和提切剂的重量比为100：5-200，更优选为100：5-100，更进一步优选为100：10-80，最优选为100：12-70，例如100：25-50(这里的提切剂是以二聚酸-有机胺共聚物进行计量的)。特别优选地，本专利技术的添加剂组合物为乳化剂和提切剂的组合。根据本专利技术，所述乳化剂为上述式(1)所示的化合物中的一种或多种。式(1)所示的化合物为两端具有长链饱和的和/或不饱和烷基长链且中间具有短烷基链的梳形结构的化合物。这样的梳形结构的化合物能够通过增大乳化界面膜强度的作用，并与所述提切剂进行配合以稳定乳液，来实现提高钻井液的密度和抗温性能的目的。其中，优选情况下，式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C14-C20的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键(优选为5个以下，例如可以为1个、2个或3个碳碳双键)的C14-C20的不饱和烷基；n为1-6的整数；R2选自羧基、C1-C4的烷基、C4-C6的环烷基、被羧基取代的C1-C4的烷基、被羧基取代的C4-C6的环烷基、被羧基和甲基取代的C4-C6的环烷基、具有碳碳双键(优选为1-3个碳碳双键，例如可以为1个、2个或3个碳碳双键)的C2-C4的不饱和烷基、具有碳碳双键(优选为5个以下，，例如可以为1个、2个或3个碳碳双键)的C4-C6的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键(优选为1-3个碳碳双键，例如可以为1个、2个或3个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液的添加剂组合物，其特征在于，该组合物含有乳化剂和提切剂，所述乳化剂为下式(1)所示的化合物中的一种或多种；所述提切剂为二聚酸‑有机胺共聚物，该共聚物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元，其中，所述二聚酸为油酸和亚油酸的二聚体，所述烷基胺为C10‑C20的烷基伯胺中的一种或多种，所述芳香胺为苯胺和苯环上被C1‑C3的烷基单点取代的或多点取代的苯胺中的一种或多种；式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C14‑C30的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键的C14‑C30的不饱和烷基，基团Y各自独立选自以下式所示的基团：n为1‑8的整数；n个X各自独立地选自H和‑C(O)‑R2，且至少有一个X为‑C(O)‑R2，R2选自羧基、C1‑C6的烷基、C3‑C8的环烷基、被羧基取代的C1‑C6的烷基、被羧基取代的C3‑C8的环烷基、被羧基和C1‑C4的烷基取代的C3‑C8的环烷基、具有碳碳双键的C2‑C6的不饱和烷基、具有碳碳双键的C3‑C8的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2‑C6的不饱和烷基、以及被羧基和C1‑C4的烷基取代的且具有碳碳双键的C3‑C8的不饱和环烷基。...

【技术特征摘要】
1.一种钻井液的添加剂组合物，其特征在于，该组合物含有乳化剂和提切剂，所述乳化
剂为下式(1)所示的化合物中的一种或多种；所述提切剂为二聚酸-有机胺共聚物，该共聚
物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元，其中，
所述二聚酸为油酸和亚油酸的二聚体，所述烷基胺为C10-C20的烷基伯胺中的一种或多种，
所述芳香胺为苯胺和苯环上被C1-C3的烷基单点取代的或多点取代的苯胺中的一种或多
种；
式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C14-C30的烷基和任选被基团Y取
代的具有碳碳双键的C14-C30的不饱和烷基，基团Y各自独立选自以下式所示的基团：
n为1-8的整数；
n个X各自独立地选自H和-C(O)-R2，且至少有一个X为-C(O)-R2，R2选自羧基、C1-C6的烷
基、C3-C8的环烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的环烷基、被羧基和
C1-C4的烷基取代的C3-C8的环烷基、具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、具有碳碳双键的
C3-C8的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、以及被羧基
和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取
代的C14-C20的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键的C14-C20的不饱和烷基；n为1-6
的整数；R2选自羧基、C1-C4的烷基、C4-C6的环烷基、被羧基取代的C1-C4的烷基、被羧基取
代的C4-C6的环烷基、被羧基和甲基取代的C4-C6的环烷基、具有碳碳双键的C2-C4的不饱和
烷基、具有碳碳双键的C4-C6的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2-C4的不
饱和烷基、以及被羧基和甲基取代的且具有碳碳双键的C4-C7的不饱和环烷基；
优选地，式(1)中，两个R1各自独立地选自任选被基团Y取代的C15-C18的烷基和任选被
基团Y取代的具有碳碳双键的C15-C18的不饱和烷基；n为1-4的整数。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述乳化剂的制备方法包括：将式(2)所示
的多胺化合物与式R1'-COOH所示的羧酸中的一种或多种进行酰胺化反应，将反应后的产物
与式R2-COOH所示的羧酸及其酸酐中的一种或多种进行接触反应；
其中，R1'选自C14-C30的烷基和具有碳碳双键的C14-C30的不饱和烷基；
优选地，式(2)所示的多胺化合物与式R1'-COOH所示的羧酸的用量摩尔比为1：1.8-3；
式(2)所示...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋官澄，邓正强，贺垠博，黄贤斌，刘凡，宣扬，程泽普，杨丽丽，王春蕾，彭双磊，刘冲，王凯，李新亮，史亚伟，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11