共聚物及其应用和油基钻井液稳定剂及其制备方法以及油基钻井液技术

本发明专利技术涉及油田化学技术领域，公开了一种共聚物及其应用和油基钻井液稳定剂及其制备方法以及油基钻井液，该共聚物包括由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元。将含有该共聚物的油基钻井液稳定剂加入到油基钻井液中能够提高油基钻井液的乳液稳定性和沉降稳定性，同时具有较好的耐高温性能，从而达到安全钻井的目的。

Copolymer and its application and oil based drilling fluid stabilizer and its preparation method and oil-based drilling fluid

The invention relates to the field of oilfield chemistry and discloses a copolymer and its application, an oil-based drilling fluid stabilizer and a preparation method thereof, and an oil-based drilling fluid. The copolymer comprises a structural unit provided by fatty acids, a structural unit provided by fatty acid polymers, a structural unit provided by polyamine compounds, and an oil-based drilling fluid. Structural units provided by acid and / or anhydride. Adding the oil based drilling fluid stabilizer containing this copolymer to the oil-based drilling fluid can improve the emulsion stability and sedimentation stability of the oil based drilling fluid, and at the same time, has good high-temperature resistance performance, so as to achieve the purpose of safe drilling.

【技术实现步骤摘要】
共聚物及其应用和油基钻井液稳定剂及其制备方法以及油基钻井液
本专利技术涉及油田化学
，具体涉及一种共聚物及其应用和油基钻井液稳定剂及其制备方法以及油基钻井液。
技术介绍
随着石油天然气勘探开发向着更深、更复杂的地层发展，钻井过程中面临的难题越来越多。油基钻井液由于其抗温性能、抑制性能、润滑性能、保护油气层等性能较水基钻井液优异，已经广泛用于深井超深井、水平井、大位移井和复杂地层条件下的钻探。油基钻井液是基于油包水乳液的一种钻井液，主要成分是：油相(柴油、矿物油等)、盐水、乳化剂、降滤失剂、有机土、加重材料。其中，油相、盐水和乳化剂在油基钻井液中形成油包水乳液，是油基钻井液的基础配方。但是，乳液是一种热力学不稳定体系，容易失去稳定性，失稳的形式包括：沉降、絮凝、聚结等。所以，油基钻井液也是一种不稳定体系。油基钻井液自身的稳定形式包括两个方面：乳液稳定性和沉降稳定性。乳液稳定性是指油基钻井液乳液基液的稳定性；沉降稳定性是指油基钻井液悬浮自身加重材料的能力。目前，为了提高油基钻井液的稳定性，通常情况下会加大油基钻井液乳化剂的加量、加大润湿剂改变加重材料的润湿性、钻井过程中也要不断加入乳化剂和润滑剂来补充高温消耗的处理剂。此外，油基钻井液中的成分有机土和氧化钙也有利于乳液稳定。温度对油基钻井液稳定性的影响非常严重，温度会加速乳液的失稳、加速油基钻井液中加重材料的下沉。随着钻井深度的增加，井下温度越来越高，对油基钻井液研制过程中自身的稳定性提出了更高的要求。单独靠提高乳化剂、润湿剂加量，增加了工程难度和成本，不利于钻井液流变性能的调控。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的油基钻井液在高温条件下稳定性不佳的问题，提供一种共聚物及其应用和油基钻井液稳定剂及其制备方法以及油基钻井液。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种共聚物，其中，该共聚物包括由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元。本专利技术第二方面提供本专利技术的共聚物作为油基钻井液稳定剂的应用。本专利技术第三方面提供一种油基钻井液稳定剂，其中，该油基钻井液稳定剂包括本专利技术的共聚物以及可选的不饱和脂肪酸。本专利技术第四方面提供一种油基钻井液稳定剂的制备方法，其中，该制备方法包括：(1)将脂肪酸和脂肪酸聚合物混合溶解；(2)将步骤(1)得到的混合物与多胺化合物混合后在150-200℃下进行第一反应；(3)将步骤(2)得到的反应产物冷却至20-35℃后与二酸和/或二酸酐混合，然后在150-200℃下进行第二反应；以及可选地，将所述第二反应的反应产物冷却至50-70℃后与不饱和脂肪酸混合进行稀释。本专利技术第五方面提供由本专利技术所述的制备方法得到的油基钻井液稳定剂。本专利技术第六方面提供一种油基钻井液，该油基钻井液包括油相、盐水、乳化剂和加重材料，其中，该油基钻井液中还含有本专利技术所述的油基钻井液稳定剂。含有本专利技术共聚物的油基钻井液稳定剂能够显著提升油基钻井液的乳液稳定性，提高破乳电压；有利于提高油基钻井液的沉降稳定性，提高悬浮重晶石和钻屑的能力，在水平井和大位移井钻井过程中有利于井眼清洁，防止岩屑床的产生；并且，该油基钻井液稳定剂合成温度较高，所以自身可以耐较高的温度；该油基钻井液稳定剂在油基钻井液基液中的加量小，对钻井液成本的影响较小，相比于乳化剂在油基钻井液基液中的加量(30-80g/L)，加量可以忽略不计。附图说明图1是本专利技术实施例1的油基钻井液稳定剂对乳液稳定性的测试结果；图2是本专利技术实施例1的油基钻井液稳定剂对沉降稳定性的测试结果。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术一方面提供一种共聚物，其特征在于，该共聚物包括由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元。本专利技术中，优选地，来自脂肪酸的结构单元、来自脂肪酸聚合物的结构单元、来自多胺化合物的结构单元与来自二酸和/或酸酐的结构单元的摩尔比为1：1-3：0.1-0.5：0.03-0.1，优选为1：2-2.5：0.2-0.4：0.03-0.05。本专利技术中，为了进一步提高油基钻井液稳定剂的性能效果，所述脂肪酸为十二酸、十四酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸中的至少一种；所述脂肪酸聚合物为二聚脂肪酸和/或三聚脂肪酸；所述多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种；所述二酸为乙二酸、丙二酸和己二酸中的至少一种，所述酸酐为乙二酸酐、马来酸酐和丁二酸酐中的至少一种。本专利技术第二方面提供本专利技术的共聚物作为油基钻井液稳定剂的应用。本专利技术第三方面提供一种油基钻井液稳定剂，其中，该油基钻井液稳定剂包括本专利技术的共聚物以及可选的不饱和脂肪酸。当油基钻井液稳定剂包括本专利技术的共聚物和不饱和脂肪酸时，所述不饱和脂肪酸与所述共聚物的含量的体积相同。本专利技术第四方面提供一种油基钻井液稳定剂的制备方法，其中，该制备方法包括：(1)将脂肪酸和脂肪酸聚合物混合溶解；(2)将步骤(1)得到的混合物与多胺化合物混合后在150-200℃下进行第一反应；(3)将步骤(2)得到的反应产物冷却至20-35℃后与二酸和/或二酸酐混合，然后在150-200℃下进行第二反应；以及可选地，将所述第二反应的反应产物冷却至50-70℃后与不饱和脂肪酸混合进行稀释。本专利技术中，优选地，脂肪酸、脂肪酸聚合物、多胺化合物、二酸和/或二酸酐的用量的摩尔比为1：1-3：0.1-0.5:：0.03-0.1，优选为1：2-2.5：0.2-0.4：0.03-0.05。本专利技术中，为了进一步提高得到的油基钻井液稳定剂的性能效果，优选地，所述脂肪酸为十二酸、十四酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸中的至少一种；所述脂肪酸聚合物为二聚脂肪酸和/或三聚脂肪酸；所述多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种；所述二酸为乙二酸、丙二酸和己二酸中的至少一种，所述酸酐为乙二酸酐、马来酸酐和丁二酸酐中的至少一种。本专利技术中，优选地，所述第一反应的时间为4-8h，所述第二反应的时间为2-4h。本专利技术中，步骤(2)中的反应温度可以通过常规的方法控制，例如，在油浴中进行。本专利技术中，为了进一步促进第一反应的进行，优选地，该制备方法还包括：步骤(2)中，在所述第一反应过程中除去反应生成的水。除去水的方式为本领域的常规方法，在此不再赘述。本专利技术中，步骤(3)中，优选通过缓慢升温的方式将体系温度升至第二反应的温度，进一步优选地，步骤(3)中，将步骤(2)得到的反应产物与二酸和/或二酸酐混合后，以10-20℃/min的速率升温至150-200℃。本专利技术中，所述不饱和脂肪酸可以为本领域的常规选择，只要能够将第二反应的产物稀释即可，例如，所述不饱和脂肪酸可以为油酸、亚油酸和亚麻酸中的至少一种。本专利技术第五方面提供了由本专利技术所述的制备方法得到的油基钻井液稳定剂。本专利技术第六方面提供了一种油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚物，其特征在于，该共聚物包括由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元。

【技术特征摘要】
1.一种共聚物，其特征在于，该共聚物包括由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元。2.根据权利要求1所述的共聚物，其中，由脂肪酸提供的结构单元、由脂肪酸聚合物提供的结构单元、由多胺化合物提供的结构单元以及由二酸和/或酸酐提供的结构单元的摩尔比为1：1-3：0.1-0.5：0.03-0.1，优选为1：2-2.5：0.2-0.4：0.03-0.05；优选地，所述脂肪酸为十二酸、十四酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸中的至少一种；所述脂肪酸聚合物为二聚脂肪酸和/或三聚脂肪酸；所述多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种；所述二酸为乙二酸、丙二酸和己二酸中的至少一种，所述酸酐为乙二酸酐、马来酸酐和丁二酸酐中的至少一种。3.权利要求1或2所述的共聚物作为油基钻井液稳定剂的应用。4.一种油基钻井液稳定剂，其特征在于，该油基钻井液稳定剂包括权利要求1或2所述的共聚物以及可选的不饱和脂肪酸。5.一种油基钻井液稳定剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：(1)将脂肪酸和脂肪酸聚合物混合溶解；(2)将步骤(1)得到的混合物与多胺化合物混合后在150-200℃下进行第一反应；(3)将步骤(2)得到的反应产物冷却至20-35℃后与二酸和/或二酸酐混合，然后在150-200℃下进行第二反应；以及可选地，将所述第二反应的反应产物冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贤斌，孙金声，吕开河，刘敬平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37