一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法，该流型调节剂是由复合改性有机土与改性热塑性弹性树脂按照一定的比例复配制备而成。其中复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行复合改性而成；改性热塑性弹性树脂则是由热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA而成。与现有技术相比，本发明专利技术提供的油基钻井液用流型调节剂，不仅能够在不显著增加塑性粘度的前提下，提高油基钻井液的动切力，改善油基钻井液的流变性能，还能够增强油基钻井液的悬浮、携带岩屑性能。

Flow pattern regulator for oil-based drilling fluid and preparation method thereof

The invention discloses a flow pattern regulator for oil-based drilling fluid and a preparation method thereof. The flow pattern regulator is prepared by compounding a composite modified organic soil and a modified thermoplastic elastic resin in a certain proportion. Among them, the composite modified organic clay was made by using quaternary ammonium cationic surfactant and sulfonate anionic surfactant to modify sodium bentonite, while the modified thermoplastic elastic resin was made by grafting glycidyl methacrylate GMA onto thermoplastic elastic resin ABMS. Compared with the prior art, the flow regime regulator provided by the invention can not only improve the dynamic shearing force of the oil-based drilling fluid, improve the rheological properties of the oil-based drilling fluid, but also enhance the suspension and cuttings carrying properties of the oil-based drilling fluid without significantly increasing the plastic viscosity.

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法
本专利技术涉及油基钻井液用化学品
，尤其涉及一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法。
技术介绍
随着世界各国对能源需求的不断增大，油气勘探的地层及钻井工艺难度日益复杂，深井及超深井、非常规油藏的勘探与开发所占比例也不断增加。随之引发的井壁稳定、抗高温等井下复杂情况也随之不断出现。这些问题的提出对钻井液也提出了越来越高的要求。油基钻井液是以油作为连续相的钻井液。与水基钻井液相比较，油基钻井液的主要特点是能抗高温，具有很强的抑制性和抗盐、钙污染的能力，润滑性能好，并可有效的减轻对油气储层的损害等。因此油基钻井液常用于深井、超深井、大位移井、水平井以及水敏性粘土层等的钻探。油基钻井液已经成为钻探高难度井、特殊工艺井和各种复杂地层作业的重要选择。为了能够有效的破岩和携带岩屑，油基钻井液必须提高其动切力、静切力及动塑比。这就要求在钻井液流体内部形成较为稳定的网状结构。以防止在钻进过程中和泥浆泵停止工作后，较大颗粒的岩屑下沉而造成卡钻。油基钻井液中动、静切力的提高主要依靠于流型调节剂的研发。目前，国外常用的流型调节剂主要成分是大分子量的聚酰胺，提切效果好，对油基钻井液的粘度影响较小，但是价格高，来源有限，国内产品与国外差距较大，在提切的同时伴随着粘度的大幅度上升，无法满足油基钻井液的流型调节需求。因此，研发一种价性能优良的油基钻井液用流型调节剂是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法，该流型调节剂是由复合改性有机土与改性热塑性弹性树脂按照一定的比例复配制备而成，通过本专利技术制得的流型调节剂能够在不显著增加塑性粘度的前提下，提高油基钻井液的动切力，而且在改善油基钻井液流变性能的同时，还能够增强油基钻井液的悬浮、携带岩屑性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，按质量份数计，由以下原料配比制成：复合改性有机土0.1～2.0％、改性热塑性弹性树脂0.1～1.0％。优选的，一种油基钻井液用流型调节剂，由以下原料配比制成：复合改性有机土0.5～1.5％、改性热塑性弹性树脂0.5～1.0％。优选的，一种油基钻井液用流型调节剂，由以下原料配比制成：复合改性有机土1.5％、改性热塑性弹性树脂0.5％。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：目前油基钻井液使用的有机土大部分都是无机膨润土的单一改性，其在基油中成胶性能差，本专利技术针对此问题，进行了复合改性有机土的研制工作。通过利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行一次复合改性得到复合改性有机土。其次，本专利技术通过在热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，提高热塑性弹性树脂在油基钻井液中的增粘提切效果的同时，又能降低热塑性弹性树脂的溶解温度。优选的，所述复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行复合改性而成。其中，所述季铵盐类阳离子表面活性剂包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。所述磺酸盐类阴离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基二苯醚二磺酸盐、琥珀酸双酯磺酸钠中的一种或多种。通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：本专利技术进行钠膨润土复合改性的目的是利用阳离子表面活性剂与粘土晶层间阳离子的交换能力，增加粘土的晶间距，提高膨润土在液相中的悬浮能力；利用磺酸盐类阴离子表面活性剂改性的目的是改变粘土颗粒表面的亲油性，使之更好的分散在油相中。优选的，所述改性热塑性弹性树脂则是由热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA而成。其中，采用乳液聚合法制备丙烯腈-丁二烯-(α-甲基苯乙烯)接枝共聚物(ABMS)和α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(α-MSAN)，再将ABMS与α-MSAN熔融共混得到ABMS树脂。另外，热塑性弹性树脂接枝改性产物不仅具有较明显的增粘提切作用，而且具有良好的悬浮能力。本专利技术的另一个目的在于提供一种油基钻井液用流型调节剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种油基钻井液用流型调节剂的制备方法，所述流型调节剂是由复合改性有机土与改性热塑性弹性树脂按照一定的比例复配制备而成。优选的，所述复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行复合改性而成，具体包括如下步骤：步骤一：将膨润土经粉碎、水洗、烘干得到提纯土；步骤二：将提纯土粉碎，并向其中加入蒸馏水，搅拌至浆状后，加入碳酸钠反应25～40min，烘干、研磨、过筛得到钠膨润土；步骤三：利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂，将钠膨润土经过复合改性成有机土；步骤四：搅拌均匀，经烘干、粉碎得到复合改性有机土。步骤三中，季铵盐类阳离子表面活性剂的用量为5～10mmol，磺酸盐类阴离子表面活性剂的用量为2～10mmol，反应时间为1～3h。通过采用上述优选方案，本专利技术的有益效果如下：利用季铵盐类阳离子表面活性剂作为插层剂，与膨润土层间的阳离子发生置换反应，由于在层间引进了有机链，从而将蒙脱石的层间结构撑开，晶层间距加大，使得膨润土与有机相之间有更好的相容性，最终有利于聚合物或其单体进入层间；磺酸盐类表面活性剂进一步插层、进入膨润土的晶层间，还可以通过氢键吸附在粘土矿物表面，从而提高其油溶性。优选的，所述改性热塑性弹性树脂则是由热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA而成，具体包括如下步骤：步骤一：准备称量AMBS、GMA、引发剂BPO，以及量取甲苯；步骤二：将GMA与BPO混合均匀、溶解，并用甲苯溶解热塑性弹性树脂AMBS；步骤三：将GMA与BPO的混合液加入AMBS中，恒温反应得到反应物；步骤四：将反应物边搅拌边加入异丙醇，沉淀、抽滤，烘干得到产物。优选的，GMA与热塑性弹性树脂AMBS的质量比为1：(5～10)，反应温度为80～100℃。通过采用上述优选方案，本专利技术的有益效果如下：热塑性弹性树脂AMBS是一种以聚苯乙烯为末端段，乙烯-丁烯共聚物的线性三嵌段共聚物，分子链柔性好，是一种饱和非结晶树脂，通过在热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA，可提高其在油基钻井液中的增粘提切效果，同时降低其溶解温度。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种油基钻井液用流型调节剂及其制备方法，该流型调节剂是由复合改性有机土与改性热塑性弹性树脂按照一定的比例复配制备而成。其中复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行一次复合改性而成；改性热塑性弹性树脂则是由热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA而成。本专利技术提供的油基钻井液用流型调节剂，不仅能够在不显著增加塑性粘度的前提下，提高油基钻井液的动切力，而且改善油基钻井液流变性能的同时，又能增强油基钻井液的悬浮、携带岩屑性能。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，按质量份数计，由以下原料配比制成：复合改性有机土0.1～2.0％、改性热塑性弹性树脂0.1～1.0％。

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，按质量份数计，由以下原料配比制成：复合改性有机土0.1～2.0％、改性热塑性弹性树脂0.1～1.0％。2.根据权利要求1所述的一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，按质量份数计，由以下原料配比制成：复合改性有机土0.5～1.5％、改性热塑性弹性树脂0.5～1.0％。3.根据权利要求2所述的一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，按质量份数计，由以下原料配比制成：复合改性有机土1.5％、改性热塑性弹性树脂0.5％。4.根据权利要求1～3任一所述的一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，所述复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行复合改性而成。5.根据权利要求1～4任一所述的一种油基钻井液用流型调节剂，其特征在于，所述改性热塑性弹性树脂则是由热塑性弹性树脂ABMS上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA而成。6.一种油基钻井液用流型调节剂的制备方法，其特征在于，所述流型调节剂是由复合改性有机土与改性热塑性弹性树脂按照一定的比例复配制备而成。7.根据权利要求6所述的一种油基钻井液用流型调节剂的制备方法，其特征在于，所述复合改性有机土是利用季铵盐类阳离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂对钠膨润土进行复合改性而成，具体包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘均一，陈二丁，郭保雨，邱维清，王宝田，张海青，王俊，蒋莉，王旭东，赵红香，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，
类型：发明
国别省市：北京,11