钻井用提切型有机土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及石油化工中有机膨润土改性技术领域，是一种钻井用提切型有机土。将所需量的膨润土、纯碱、氢氧化钠或氢氧化钾配制成膨润土悬浮液；双季铵盐阳离子表面活性剂、辅助分散剂、非离子表面活性剂与白油、水配制成复合改性剂乳液；与四丁基溴化铵等二次改性剂在温度60℃至80℃条件下搅拌60分钟至120分钟，干燥粉碎后即为钻井用提切型有机土。本发明专利技术在钻井用油基钻井液中具有较好的提切效果，动塑比高，更适宜于全油基低固相钻井液体系中，表现出良好的悬浮和携带钻屑效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工中有机膨润土改性
，是钻井用提切型有机土及其制备方法。 
技术介绍
有机土（也称有机膨润土）大多由不同结构的阳离子季铵盐或具有离子交换能力的有机溶剂与钠基膨润土进行离子交换所得，在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性、耐水性等特性，在有机无机纳米复合材料合成、涂料、纺织、油墨、废水处理、铸造、高温润滑脂、钻井、日用化妆品、农药、塑料和橡胶等工业中应用广泛。利用天然膨润土合成有机土是实现其高附加值利用、拓宽应用领域的重要途径。 钻井用有机土是油基钻井液与完井液中不可缺少的组成部分，主要起到增加粘度和切力，悬浮和携带钻屑的作用，在油基钻井液与完井液中形成悬浮亲油胶体，按质量体积比在油基钻井液与完井液中的加量多为1%-5%。当前国内已经有生产有机土的企业和较多的研究，但是适用于钻井液用有机土的研究和产品不多，主要原因是钻井用有机土对有机土的切力和粘度有特殊的要求。全油基钻井液和不加重晶石低密度钻井液中，要求有机土具有更高的提切能力和动塑比，才能满足携带和悬浮钻屑，防止沉砂卡钻的风险。随着钻井向深井、超深井及定向井、水平井、欠平衡井等深井和特殊工艺井发展，全油基钻井液和低密度的油基钻井液应用需求越来越大，钻井液用提切型有机土就显得非常重要。 公开号为CN101942292A的中国专利文献、公开号为CN1003482638A的中国专利文献和公开号为CN101624535A的中国专利文献公开了对钻井用油基钻井液有机土的研究，虽然目前公开号为CNCN1003482638AA的有机膨润土的制造方法和公开号为CN101624535A的白油中高造胶率有机土及其制备方法都是由钠膨润土加季铵盐表面活性剂采用湿法制造的，但是由于其选择的单体的特点，和制备过程针对有机土的改性主要是膨润土边缘离子交换和吸附作用，导致在使用过程中在油中形成的悬浮液的能力即造胶率较高，但是配制成油基钻井液后，动切力不足，动塑比偏低等缺点。 
技术实现思路
本专利技术提供了一种钻井用提切型有机土及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前公开的钻井用有机土在使用过程中存在切力不足、动塑比低的问题。 本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井用提切型有机土，其原料按重量份数包括膨润土悬浮液60份至70份、复合改性剂乳液20份至30份、二次改性剂10份至20份。 下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进： 上述膨润土悬浮液按质量分数由4份至10份膨润土、2份至6份纯碱、1份至4份氢氧化钠或氢氧化钾、余下组成部分为淡水混合而成；或/和，复合改性剂乳液按质量分数为双季铵盐阳离子表面活性剂20份至30份，辅助剂10-15份，非离子乳化剂10-15份，白油10-15份，余下组成部分为淡水混合而成；或/和，二次改性剂为四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、四丁基硫化铵、聚氧乙烯氯化铵中的一种或一种以上。 上述双季铵盐阳离子表面活性剂为双十六烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基三甲基溴化铵中的一种或一种以上；或/和，辅助剂为乙醇、丙酮中的一种；非离子乳化剂为OP-10、OP-4中的一种；白油为3#白油、4#白油、5#白油、10#白油中的一种或一种以上。 上述双季铵盐阳离子表面活性剂中C原子可以被S、N、P取代。 上述钻井用提切型有机土按下述方法得到：第一步，在淡水中依次加入氢氧化钾或氢氧化钠、纯碱混合后在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟，加入膨润土在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到膨润土悬浮液；第二步，将双季铵盐阳离子表面活性剂加入淡水中并在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第一组溶液；第三步，将非离子乳化剂、白油混合并在温度为40℃至50℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第二组溶液；第四步，将第二组溶液混入第一组溶液中，并同时加入辅助剂，在温度为50℃至60℃条件下搅拌60分钟至120分钟得到复合改性剂乳液；第五步，在常压条件下，将复合改性剂乳液加入膨润土悬浮液并在温度50℃至60℃条件下搅拌120分钟至240分钟；第六步，将二次改性剂加入到第五步的产物中并在温度60℃至80℃条件下搅拌60分钟至120分钟；第七步，将第六步得到产物干燥后粉碎至粒径100目至200目粉状后得到钻井用提切型有机土。 本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种钻井用提切型有机土的制备方法，按下述补助进行：第一步，在淡水中依次加入氢氧化钾或氢氧化钠、纯碱混合后在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟，加入膨润土在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到膨润土悬浮液；第二步，将双季铵盐阳离子表面活性剂加入淡水中并在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第一组溶液；第三步，将非离子乳化剂、白油混合并在温度为40℃至50℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第二组溶液；第四步，将第二组溶液混入第一组溶液中，并同时加入辅助剂，在温度为50℃至60℃条件下搅拌60分钟至120分钟得到复合改性剂乳液；第五步，在常压条件下，将复合改性剂乳液缓慢加入膨润土悬浮液并在温度50℃至60℃条件下搅拌120分钟至240分钟；第六步，将二次改性剂加入到第五步的产物中并在温度60℃至80℃条件下搅拌60分钟至120分钟；第七步，将第六步得到产物干燥后粉碎至粒径100目至200目粉状后得到钻井用提切型有机土。其中该钻井用提切型有机土原料按重量份数包括膨润土悬浮液60份至70份、复合改性剂乳液20份至30份、二次改性剂10份至20份。 下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进： 上述膨润土悬浮液按质量分数由4份至10份膨润土、2份至6份纯碱、1份至4份氢氧化钠或氢氧化钾、余下组成部分为淡水混合而成；或/和，复合改性剂乳液按质量分数为双季铵盐阳离子表面活性剂20份至30份，辅助剂10-15份，非离子乳化剂10-15份，白油10-15份，余下组成部分为淡水混合而成；或/和，二次改性剂为四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、四丁基硫化铵、聚氧乙烯氯化铵中的一种或一种以上。 上述双季铵盐阳离子表面活性剂为双十六烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基三甲基溴化铵中的一种或一种以上；或/和，辅助剂为乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
钻井用提切型有机土，其特征在于原料按体积份数包括膨润土悬浮液60份至70份、复合改性剂乳液20份至30份、二次改性剂10份至20份。

【技术特征摘要】
1.钻井用提切型有机土，其特征在于原料按体积份数包括膨润土悬浮液60份至70份、复合改性剂乳液20份至30份、二次改性剂10份至20份。
2.根据权利要求1所述的钻井用提切型有机土，其特征在于膨润土悬浮液按质量分数由4份至10份膨润土、2份至6份纯碱、1份至4份氢氧化钠或氢氧化钾、余下组成部分为淡水混合而成；或/和，复合改性剂乳液按质量分数为双季铵盐阳离子表面活性剂20份至30份，辅助剂10-15份，非离子乳化剂10-15份，白油10-15份，余下组成部分为淡水混合而成；或/和，二次改性剂为四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、四丁基硫化铵、聚氧乙烯氯化铵中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的有机土，其特征在于按下述方法得到：第一步，在淡水中依次加入氢氧化钾或氢氧化钠、纯碱混合后在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟，加入膨润土在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到膨润土悬浮液；第二步，将双季铵盐阳离子表面活性剂加入淡水中并在温度为35℃至45℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第一组溶液；第三步，将非离子乳化剂、白油混合并在温度为40℃至50℃条件下搅拌20分钟至30分钟得到第二组溶液；第四步，将第二组溶液混入第一组溶液中，并同时加入辅助剂，在温度为50℃至60℃条件下搅拌60分钟至120分钟得到复合改性剂乳液；第五步，在常压条件下，将复合改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建建，王茂仁，魏宏，
申请(专利权)人：克拉玛依市金鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65