一种石油钻井助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石油钻井助剂及其制备方法，属于石油助剂制备技术领域。所述石油钻井助剂，包括以下原料：改性腐殖酸、4‑羟基‑6‑乙酰氨基‑2‑萘磺酸、马来酸酐酰化壳聚糖、改性六钛酸钾晶须、壬基酚聚氧乙烯醚、线型聚有机聚硅氧烷、微晶蜡、羟基铝、水，石油钻井助剂的制备由高速分散制备得到。本发明专利技术通过对石油钻井助剂现有技术的改进，高温和低温滤失量得到了显著的降低，满足了应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种石油钻井助剂及其制备方法
本专利技术属于石油助剂
，具体涉及一种石油钻井助剂及其制备方法。
技术介绍
降滤失剂是石油钻井中最重要的助剂之一，它对维护钻井液性能稳定，安全高效钻井起到重要作用。钻井液中自由水在压差的作用下向地层渗透的过程称之为滤失，滤失量过大往往会给钻井工作带来诸多不良后果，如高滤失量产生的泥饼会附着在井壁上，缩小了井眼与钻具环形空间的水力直径，容易发生卡钻事故，而为了解决卡钻所使用的高抽汲压力会诱发井喷、井漏和井塌等事故。此外，滤失后渗入地层的水还会导致黏土颗粒膨胀和运移，导致生产层堵塞，从而降低石油开采量。所以，石油开采时需要在钻井液中添加降滤失剂，以降低钻井液的滤失量。天然高分子降滤失剂如腐殖酸、纤维素、木质素、淀粉等因其价格低廉、来源广泛而被广泛的应用到石油开采中，但是随着石油开采中井深的逐步加深以及经常遇到高温高盐储层，这些天然高分子降滤失剂因为普遍不具备抗高温、抗盐的功能，从而限制了其使用范围。为了改善这一状况，有些研究者在天然高分子降滤失剂加入其它抗温抗盐助剂，以改善钻井液泥饼质量，降低高温高压滤失量，但是这些助剂往往难以同时兼顾到抗温和抗盐效果，且为了同时达到抗温抗盐，需要加入的助剂种类多且量大，更增加了井下情况的复杂性，导致危险事故的发生几率变大，石油产率的有所下降。因此，为了解决上述问题，很有必要开发出一种新的抗高温、抗盐降滤失剂。中国专利申请文献“一种石油钻井助剂及其制备方法(公开号：CN109913186B)”公开了一种石油钻井助剂，由以下质量份的组份组成：改性腐殖酸80-100份、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸20-30份、马来酸酐酰化壳聚糖10-15份、改性六钛酸钾晶须5-10份、表面活性剂1-2份、水400-500份。本专利技术还提供了一种石油钻井助剂的制备方法。该专利技术配方中的改性腐殖酸和4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸能够配合使用，协同增效，提高降滤失剂的抗高温、抗盐效果，改性六钛酸钾晶须尤其优异的抗高温性能，能够减少降滤失剂在钻井液中的用量。该专利技术的石油钻井助剂具有抗260℃高温、抗饱和盐水的功能，还能有效减降低钻井液滤失量，具有广泛的应用前景，但其性能还有待提高，无法满足应用需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种石油钻井助剂及其制备方法，以解决在中国专利申请文献“一种石油钻井助剂及其制备方法(公开号：CN109913186B)”公开的石油钻井助剂的基础上，如何优化组分、用量等，进一步提高降滤失、抗热效果的问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种石油钻井助剂，包括以下原料：改性腐殖酸、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸、马来酸酐酰化壳聚糖、改性六钛酸钾晶须、壬基酚聚氧乙烯醚、线型聚有机聚硅氧烷、微晶蜡、羟基铝、水；所述线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝的重量比为(10-14)：(6-10)：(3-5)。进一步地，所述线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝的重量比为13:7:4。进一步地，所述的石油钻井助剂，以重量份为单位，包括以下原料：改性腐殖酸80-100份、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸20-30份、马来酸酐酰化壳聚糖10-15份、改性六钛酸钾晶须5-10份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、线型聚有机聚硅氧烷10-14份，微晶蜡6-10份，羟基铝3-5份，水400-500份。进一步地，所述的石油钻井助剂，以重量份为单位，包括以下原料：改性腐殖酸90份、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸25份、马来酸酐酰化壳聚糖12.5份、改性六钛酸钾晶须7.5份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、线型聚有机聚硅氧烷13份，微晶蜡7份，羟基铝4份，水450份。进一步地，所述改性腐殖酸是由聚丙烯酸和硅烷偶联剂对腐殖酸进行改性后得到的，具体采用如下步骤制备得到：将聚丙烯酸溶于乙醇中，得到溶液A；往溶液A中加入硅烷偶联剂KH550，混合均匀，得到溶液B；往溶液B中加入腐殖酸，超声分散均匀，然后升温至60-80℃，在搅拌条件下反应4-5h，反应完毕后过滤，干燥，即得所述改性腐殖酸；其中，聚丙烯酸、硅烷偶联剂KH550、腐殖酸、乙醇的质量比为1-2：2：20：100。进一步地，根据权利要求5所述的石油钻井助剂，其特征在于，所述聚丙烯酸、硅烷偶联剂KH550、腐殖酸、乙醇的质量比为1.7：2：20：100。进一步地，改性六钛酸钾晶须是由硅烷偶联剂对六钛酸钾晶改性后得到的，具体采用如下步骤制备得到：将硅烷偶联剂KH550与乙醇按照1:20的质量比混合溶解，得到溶液C；将六钛酸钾晶须与乙醇按照1:10的质量比混合，超声分散，得到悬浮液；在搅拌条件下往悬浮液中滴加溶液C，滴加完毕后于60℃下反应1-2h，然后将反应液过滤、干燥，即得所述改性六钛酸钾晶须；其中，硅烷偶联剂KH550与六钛酸钾晶须的质量比为1：20-30。进一步地，所述改性六钛酸钾晶须的直径为0.2-1.0微米，长度为8-12微米。进一步地，所述腐殖酸为黄腐殖酸。本专利技术还提供一种石油钻井助剂的制备方法，包括以下步骤：按质量份数称取改性腐殖酸、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸、马来酸酐酰化壳聚糖、改性六钛酸钾晶须、壬基酚聚氧乙烯醚、线型聚有机聚硅氧烷、微晶蜡、羟基铝、水，混合后高速分散，分散完毕即得到所述石油钻井助剂。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过对添加有改性黄腐殖酸，黄腐殖酸分子上官能团众多，但是抗热抗盐能力差，因此本专利技术采用聚丙烯酸和硅烷偶联剂对黄腐殖酸进行改性，以提高其抗热抗盐性能；聚丙烯酸对黄腐殖酸进行改性后，聚丙烯酸中的羧基能够和黄腐殖酸中的官能团结合形成空间网架结构的大分子，将其作为降滤失剂应用到钻井液中时，粘土颗粒能够吸附到网架结构的分子链上，阻碍粘土颗粒的直线运动，使其难以相互接触而粘结；本专利技术的配方中添加有改性六钛酸钾晶须，六钛酸钾晶须是一种高抗热的物质，在用量极少的情况下即能抗高温，用在本专利技术的体系中能进一步提高降滤失剂的抗热性能。(2)线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝在制备石油钻井助剂中起到了协同作用，协同提高了降滤失效果，推测其可能机理是：微晶蜡黏性较大，具有延展性，能够有效的融合黄腐殖酸，能够提高其抗热效果，同时其具有较强的浸渍功能，提高粘性，从而降低粘土颗粒运动，起到提高降滤失效果；线型聚有机聚硅氧烷，粘度在5000mPas左右，具有良好的耐热效果，能够进一步提高石油钻井助剂的耐热效果，同时其与微晶蜡的搭配使用，能够大幅改善微晶蜡的性能，防止微晶蜡与其他组分的分离，提高分散性，同时其能够稳定羟基铝；羟基铝是可以防止粘土颗粒松散和结构性膨胀方面具有重要作用，能够有效提高附近粘土的致密度，从而降低滤失效果，能够有效提高粘土的整体性，其活性官能团间会与酸类物质络合，通过加入线型聚有机聚硅氧烷，可以有效降低其活性官能团与酸性物质的络合，提高其效果。(3)本专利技术通过对制备石油钻井助剂现有技术的改进，降滤失、抗热得到了显著的提高。具体实施方式为便于更好地理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油钻井助剂，其特征在于，包括以下原料：改性腐殖酸、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸、马来酸酐酰化壳聚糖、改性六钛酸钾晶须、壬基酚聚氧乙烯醚、线型聚有机聚硅氧烷、微晶蜡、羟基铝、水；所述线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝的重量比为(10-14)：(6-10)：(3-5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种石油钻井助剂，其特征在于，包括以下原料：改性腐殖酸、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸、马来酸酐酰化壳聚糖、改性六钛酸钾晶须、壬基酚聚氧乙烯醚、线型聚有机聚硅氧烷、微晶蜡、羟基铝、水；所述线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝的重量比为(10-14)：(6-10)：(3-5)。


2.根据权利要求1所述的石油钻井助剂，其特征在于，所述线型聚有机聚硅氧烷，微晶蜡，羟基铝的重量比为13:7:4。


3.根据权利要求1所述的石油钻井助剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：改性腐殖酸80-100份、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸20-30份、马来酸酐酰化壳聚糖10-15份、改性六钛酸钾晶须5-10份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、线型聚有机聚硅氧烷10-14份，微晶蜡6-10份，羟基铝3-5份，水400-500份。


4.根据权利要求3所述的石油钻井助剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：改性腐殖酸90份、4-羟基-6-乙酰氨基-2-萘磺酸25份、马来酸酐酰化壳聚糖12.5份、改性六钛酸钾晶须7.5份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、线型聚有机聚硅氧烷13份，微晶蜡7份，羟基铝4份，水450份。


5.根据权利要求1、3或4所述的石油钻井助剂，其特征在于，所述改性腐殖酸是由聚丙烯酸和硅烷偶联剂对腐殖酸进行改性后得到的，具体采用如下步骤制备得到：将聚丙烯酸溶于乙醇中，得到溶液A；往溶液A中加入硅烷偶联剂KH550，混合均匀，得到溶液B；往溶液B中加入腐殖酸，超声分散均匀，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴军，
申请(专利权)人：粤久久食品科技江门有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44