一种油基钻井液用粉状乳化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种油基钻井液用粉状乳化剂，属于油田钻井液用处理剂合成技术领域，由2,6二氨基吡啶、COOH—（CH2）b—COOH二元酸、NH2—（CH2）a—NH2二元胺和CH3（CH2）c—COOH脂肪酸按照摩尔比1：2：2：1的比例混合后，控制反应温度140℃~150℃，3次共聚反应时间皆为3~5h，常温下粉碎得到粉状乳化剂，本发明专利技术通过基团间的氢键作用力，形成内作用力强、聚集态结构固体乳化剂。在0℃~120℃条件下为固体粉末，乳化能力强，抗温达180℃，产品易包装和运输，现场容易操作，能够更好地满足现场施工需要。

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井液用粉状乳化剂
本专利技术涉及一种油基钻井液用粉状乳化剂，属于油田钻井液用处理剂合成

技术介绍
油基钻井液具有润滑性好、抗高温、抗污染能力强、抑制性好及保护油气层的优势，成为钻遇强水敏地层、易坍塌地层及巨厚盐膏层的首选体系。乳化剂是油基钻井液的核心处理剂，用于保证钻井液的乳化稳定性、流变性，对油基钻井液的性能好坏起到了重要作用。目前国内油基钻井液用乳化剂多为液态，CN1597836A公布了一种油基钻井液用液态可转向乳化剂，该乳化剂在使用时形成油包水乳液，在清洗时可以转变为具有亲水性质，含油钻屑易于清洗；党庆功等在《油田化学》2008年25卷4期的“油基钻井液用乳化剂CET的研制”介绍了乳化剂CET，采用的是Ru2199570公布的专利技术，由油脂加工废料与有机碱为原料合成的可降解液态乳化剂，用其配制的油基钻井液体系，滤失量较低，乳化稳定性较好。但液态乳化剂现场应用中存在低温下增稠，现场操作困难，包装运输困难，增加了运输成本，且产品不易储存和计量等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有液态乳化剂低温下增稠、现场操作困难、运输成本高等问题，而提供了一种油基钻井液用粉状乳化剂。本专利技术由2,6二氨基吡啶、二元酸、二元胺和脂肪酸按照摩尔比1：2：2：1的比例混合后，控制反应温度140℃～150℃，3次共聚反应时间皆为3～5h，常温下粉碎得到粉状乳化剂，具有以下结构式为：式中，R1是通式为NH2—(CH2)a—NH2的二元胺，a＝2，3，……10；R2是通式为COOH—(CH2)b—COOH的二元酸，b＝1，3，……8；R3是通式为CH3(CH2)c—COOH的脂肪酸，c＝10，11，12，13。所述的二元胺类单体R1是通式为NH2—(CH2)a—NH2的二元胺，a＝2，3，……10中的一种。所述的二元酸类单体R2是通式为COOH—(CH2)b—COOH的二元酸，b＝1，3，……8中的一种。所述脂肪酸类单体R3是通式为CH3(CH2)c—COOH(c＝10，11，12，13)的脂肪酸中的一种。本专利技术的有益效果：本专利技术通过基团间的氢键作用力，形成内作用力强、聚集态结构固体乳化剂。在0℃～120℃条件下为固体粉末，乳化能力强，抗温达180℃，产品易包装和运输，现场容易操作，能够更好地满足现场施工需要。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术及其效果做进一步说明。实施例1将0.5mol的乙二胺与0.5mol的葵二酸混合均匀，在140℃条件下，共聚反应3h，然后加入0.25mol的2,6二氨基吡啶在140℃条件下，共聚反应3h，再加入0.25mol十二酸共聚反应3h，自然冷却后得固体产物，粉碎即可得油基钻井液用粉状乳化剂，其结构式为：实施例2将1.0mol的葵二胺与1.0mol的丁二酸混合均匀，在140℃条件下，共聚反应4h，然后加入0.5mol的2,6二氨基吡啶在140℃条件下，共聚反应4h，再加入0.5mol十三酸共聚反应4h，自然冷却后得固体产物，粉碎即可得油基钻井液用粉状乳化剂，其结构式为：实施例3将0.8mol的己二胺与0.8mol的己二酸混合均匀，在150℃条件下，共聚反应5h，然后加入0.4mol的2,6二氨基吡啶在150℃条件下，共聚反应5h，再加入0.4mol十四酸共聚反应5h，自然冷却后得固体产物，粉碎即可得油基钻井液用粉状乳化剂，其结构式为：实施例4-9的反应物成分如表1所示：表1实施例4-9反应组分表(以单位为摩尔mol)为了进一步说明本专利技术的效果，将实施例样品进行综合评价。1、理化指标表2本专利技术产品的理化指标项目指标外观浅黄色流动性粉末密度，g/cm30.98～1.0熔点，℃120HLB值1.5～2.5破乳电压，V>600乳化率，％>902、乳化性能将实施例1反应得到的本专利技术产品配制不同油水比的乳状液，乳状液配方：240mL柴油(0号)+60mL蒸馏水+2％实施例1产品+2％有机土，180℃老化16h后，50℃测定破乳电压和乳化率，然后乳状液倒入500mL量筒中，静置24h，观察分离出油层的体积V(mL),按照乳化率＝(300-V)/300×100％计算；不同油水比乳化效果如表3所示，破乳电压大于625V，乳化率为100％。表3实施例1产品对不同油水比乳液的影响油水比破乳电压，V乳化率，％9：110561008：29841007：36251003、配浆性能按照GB/T16783.2-2013的要求测定油基钻井液的各项性能，将实施例1反应得到的本专利技术产品配制油基钻井液，基本配方：300mL油水体积比为8:2的基液+3％实施例1产品+3％有机土+4％氧化沥青+3％CaO+400g重晶石，密度1.6g/cm3，180℃老化16h后，实验结果见表4。表4实施例1产品在柴油基不同油水比钻井液性能注：AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，FL为常压虑失量，ES为破乳电压，Q10s/Q10min为初终切。由表4可知，当实施例1产品加量为3％、油水比为7：3时，钻井液动塑比为0.433，剪切稀释性好，破乳电压为456V，乳液稳定性好，由此可见，本专利技术具有良好的流变性和乳液稳定性。综上所述，本专利技术在0℃～120℃条件下为固体粉末，乳化能力强，乳化率为100％，抗温达180℃，在不同油水比钻井液中具有良好的流变性和乳液稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
油基钻井液用粉状乳化剂，其特征在于:由2,6二氨基吡啶、二元酸、二元胺和脂肪酸按照摩尔比1：2：2：1的比例混合后，控制反应温度140℃～150℃，3次共聚反应时间皆为3～5h，常温下粉碎得到粉状乳化剂，具有以下结构式为：式中，R1是通式为NH2—(CH2)a—NH2二元胺，a＝2，3，……10；R2是通式为COOH—(CH2)b—COOH二元酸，b＝1，3，……8；R3是通式为CH3(CH2)c—COOH脂肪酸，c＝10，11，12，13。

【技术特征摘要】
1.油基钻井液用粉状乳化剂，其特征在于：由2,6二氨基吡啶、二元酸、二元胺和脂肪酸按照摩尔比1：2：2：1的比例混合后，控制反应温度140℃～150℃，3次共聚反应时间皆为3～5h，常温下粉碎得到粉状乳化剂，具有以下结构式为：式中，R1的通式为NH2—(CH2)a—NH，a＝2，3，4，5，6，7，8，9，10；R2的通式为OC—(CH2)b—CO，b＝1，3，4，5，6，7，8；R3的通式为CH3(CH2)c—CO，c＝10，11，12，13；R4的通式为NH—(CH2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明华，王阳，张滨，孙举，王中华，万龙，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11