一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油气田化学助剂领域的一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。所述钻井液用铝基封堵处理剂由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1；所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1。所述表面改性剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、十二烷基苯磺酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。所述分散剂选自淀粉、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、黄原胶中的至少一种。本发明专利技术所述钻井液用铝基封堵处理剂为液体型，更易于使用且不会出现粉尘问题，可有效解决当前铝基处理剂在钻井液体系中配伍性问题突出的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法
本专利技术涉及油气田化学助剂领域，更进一步说，涉及一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。
技术介绍
随着钻遇地层条件日益复杂，钻井作业对钻井液的防塌性能和强化井壁能力要求越来越高。封堵防塌处理剂能够通过封堵地层原生孔隙和微裂缝，阻隔水化作用通道，提高钻井液的封堵能力，减少钻井液中的自由水侵入地层，降低地层坍塌压力从而起到稳定井壁的作用。封堵防塌处理剂主要有乳化沥青、磺化沥青、氧化沥青等沥青类处理剂，硅酸盐和聚合醇等处理剂。沥青类处理剂主要利用处理剂中沥青颗粒在软化点附近温度软化变形，在压差作用下，被挤入地层层理的裂隙和孔喉中，封堵井壁的裂缝和孔隙，实现防塌作用。但沥青类处理剂防塌效果受其原料沥青的软化点影响较大，有效作用温度为其软化点附近温度，难以在广谱温度范围内有效封堵地层微裂缝。硅酸钠、硅酸钾和甲基硅酸盐等硅酸盐处理剂可在水中形成不同尺寸的离子、胶体和高分子的纳米级粒子，通过吸附、扩散和化学沉淀等作用，在地层岩石表面形成一层保护膜，封堵地层微裂缝。聚合醇与常规钻井液处理剂均具有良好的配伍性，可生物降解、低毒或无毒具有环境友好的特点，荧光度低利于识别和发现油气层。但受其浊点温度制约，聚合醇处理剂有效作用温度范围有限，需要其浊点温度与井底循环温度相当，方能有效提高钻井液的防塌性能。而且聚合醇处理剂为非离子型表面活性剂，往往会造成钻井液起泡问题突出。铝化合物具有独特的物理化学性质，可根据pH的不同发生形态变化，能够通过电性中和、离子吸附和化学沉淀作用，减弱泥页岩膨胀，封堵孔喉和微裂缝，强化井壁。近年来，铝基钻井液防塌处理剂研究与应用已成为钻井液研究领域的热点之一。现有铝基处理剂主要有AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O、KAl(SO4)2·12H2O和NaAlO2等无机盐以及一些铝基钻井液处理剂产品。美国专利US5110484A利用铝酸钠与糖浆反应合成铝化合物，该处理剂可控制页岩水化分散。刘伟等以铝化合物、稳定剂和螯合剂，在一定的温度下反应，经中和、干燥和粉碎后即得铝化合物泥岩抑制剂WJ-1(刘伟等.高性能铝化合物钻井液体系研究.钻井液与完井液,2011,28(1):18-23)。该技术中需要粉碎工艺，为固体型处理剂，与钻井液体系的配伍性不高，在使用中会影响钻井液的流变性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种钻井液用铝基封堵处理剂。具体地说涉及一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。所述钻井液用铝基封堵处理剂为液体型处理剂，无需烘干粉碎。本专利技术提供的钻井液用铝基封堵处理剂，由无机铝、有机改性剂、分散剂在一定条件下经过中和、改性、分散处理制得，可有效封堵地层微裂缝，增强井壁稳定性。本专利技术目的之一是提供一种钻井液用铝基封堵处理剂，由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1，其中更优选为20～200：1；所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1，其中更优选为80～200：1。所述无机铝可选自AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3·18H2O、KAl(SO4)2、KAl(SO4)2·12H2O、AlCl3中的至少一种，优选为AlCl3、AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3·18H2O、KAl(SO4)2、KAl(SO4)2·12H2O中的至少一种。所述的表面改性剂可选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、十二烷基苯磺酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种，优选为硬脂酸、硬脂酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。所述的分散剂可选自淀粉、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、黄原胶中的至少一种，优选为羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶中的至少一种。本专利技术目的之二是提供所述的钻井液用铝基封堵处理剂的制备方法，包括以下步骤：由包含所述无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分，经过中和、改性、分散处理制得。具体地，首先由无机铝与碱发生中和反应，通过调控pH＝7～8，控制反应进行，得到乳白色的铝化合物悬浮液，进一步通过表面改性剂和分散剂进行表面改性和分散处理，控制反应时间和反应温度，制得乳白色液体型钻井液用铝基封堵处理剂。所述中和步骤为使用碱与无机铝发生中和至反应溶液pH＝7～8。所述碱选自重量分数为5～40％的NaOH、KOH、Na2CO3、Ca(OH)2溶液中的至少一种，优选10～30％NaOH或KOH溶液。所述中和步骤中，所述无机铝、碱的中和反应温度为10～80℃，更优选为10～40℃，反应时间为0.5～24h，其中更优选1～12h。所述改性、分散的温度均为10～100℃，优选为50～90℃。所述反应时间为0.5～12h，优选1～6h。本专利技术的效果本专利技术利用无机铝化合物通过原位中和、改性、分散等处理从而得到一种合成简单，无需干燥粉碎的液体型的铝基封堵剂，可有效封堵地层微裂缝，增强井壁稳定性。且该封堵处理剂为液体型，现场使用更为方便，且不会出现粉尘问题，可有效解决当前铝基处理剂在钻井液体系中配伍性问题突出的难题，与钻井液体系具有良好的配伍性，不影响钻井液的流变性。可广泛应用于水基钻井液，强化井壁的稳定性，满足复杂地层勘探开发的要求。而且制备方法简单、易于操作、无需干燥粉碎工艺，反应温度容易控制，反应充分，生产成本低、产品质量稳定，易于工业化。附图说明图1和图2为本申请实施例1～6制备的钻井液用铝基封堵处理剂外观图；均为乳白色液体。具体实施方式下面结合实施例，进一步说明本专利技术。但本专利技术不受这些实施例的限制。实施例1在一个250mL三口瓶中，加入50gAlCl3·6H2O、50mL水，控温至40℃，通过滴液漏斗滴加5％NaOH溶液进行中和反应，至pH为7，充分反应1h后，升温至80℃，依次加入0.8g硬脂酸和0.2g十二烷基苯磺酸钠，0.25g羧甲基淀粉钠，反应0.5h后，降温至室温，即可得到液体型钻井液用铝基封堵处理剂150mL。实施例2在一个250mL三口瓶中，加入50gAl2(SO4)3·18H2O、50mL水，控温80℃，通过滴液漏斗滴加40％NaOH溶液中和使反应溶液pH为8，充分反应0.5h后，继续控温10℃，依次加入5g硬脂酸镁，1g羧甲基纤维素钠，反应6h后，即可得到液体型钻井液用铝基封堵处理剂135mL。实施例3在一个250mL三口瓶中，加入50gKAl(SO4)2·12H2O、50mL水，控温10℃，通过滴液漏斗滴加30％KOH溶液中和至pH为7，充分反应24h后，升温至50℃，依次加入0.25g焦磷酸钠，0.1g黄原胶，反应1h后，即可得到液体型钻井液用铝基封堵处理剂140mL。实施例4在一个500mL三口瓶中，加入50gAlCl3、50mL水，控温30℃，通过滴液漏斗滴加20％Na2CO3溶液中和至pH为8，充分反应12h后，升温至100℃，依次加入2.5g偏磷酸钠，0.625g淀粉，反应3h后，降温至室温即可得到液体型钻井液用铝基封堵处理剂200mL。实施例5在一个500mL三口瓶中，加入50gAlCl3·6H2O、50mL水，控温20℃，通过滴液漏斗滴加10％Ca(OH)2溶液中和至pH为8，充分反应8h后，升温至9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液用铝基封堵处理剂，由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1；所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用铝基封堵处理剂，由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1；所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1。2.根据权利要求1所述的钻井液用铝基封堵处理剂，其特征在于：所述无机铝与表面改性剂的重量比为20～200：1；所述无机铝与分散剂的重量比为80～200：1。3.根据权利要求1或2所述的钻井液用铝基封堵处理剂，其特征在于：所述无机铝选自AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3·18H2O、KAl(SO4)2、KAl(SO4)2·12H2O、AlCl3中的至少一种，优选为AlCl3、AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3、Al2(SO4)3·18H2O、KAl(SO4)2、KAl(SO4)2·12H2O中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的钻井液用铝基封堵处理剂，其特征在于：所述的表面改性剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、十二烷基苯磺酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种，优选为硬脂酸、硬脂酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔勇，杨小华，林永学，王琳，钱晓琳，李胜，杨帆，张国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11