本发明专利技术提供了一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用。该乳化剂的制备方法，包括步骤：将植物油脂肪酸A通氮气除氧后，加入多元胺进行缩合反应；之后加入含苯基酸酐进行酰化反应；最后向反应体系中加入氯磺酸，进行反应，得到产物I；将植物油脂肪酸B通氮气除氧后，加入酸酐进行反应，得到产物II；将所得产物I和产物II混合，得到抗超高温油基钻井液用乳化剂。本发明专利技术的抗超高温乳化剂在油水界面吸附能力更强，能有效提高油基钻井液的抗温能力、乳液稳定性和悬浮稳定性，增强其与有机土、降滤失剂等添加剂的配伍性，达到提高油基钻井液综合性能的效果。液综合性能的效果。
【技术实现步骤摘要】
一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用，属于石油工业的油田化学领域。
技术介绍
[0002]随着中浅层油气资源的日益紧缺，深层油气已经成为世界范围内重要的油气接替资源。相比于水基钻井液，油基钻井液高温稳定性好、润滑性好、抑制性强有利于保持井壁稳定、抗污染性能好，且适用于盐膏层钻探。但是在开发深部、超深部油气藏过程中，油基钻井液需要面临高温超高温的挑战，突出的表现为油基钻井液乳化稳定性和沉降稳定性变差、高温高压滤失量升高。尤其是在高温高密度条件下，油基钻井液常出现性能不稳定的现象，如易沉降、流变性差、乳化稳定性差等。
[0003]目前，抗高温油基钻井液的研究主要从抗高温乳化剂、抗高温有机土和抗高温降滤失剂三个方面入手。抗高温乳化剂通过定向吸附在油水界面上，降低了油水界面张力，提高了界面膜强度，增强了乳液稳定性；抗高温有机土在油基钻井液中形成稳定的网架结构，起到悬浮加重材料、提高切力的作用；抗高温降滤失剂通过与封堵剂等添加剂相互配合，起到改善泥饼质量，降低滤失量的效果。
[0004]油基钻井液乳化稳定性是油基钻井液获得其他性能的基础。只有当乳化剂形成稳定的油水乳液后，有机土、降滤失剂等其他添加剂才能油基钻井液中发挥作用。但是，高温超高温条件下现有的乳化剂难以达到现场应用的要求。关于油基钻井液有不少专利文献报道。例如：中国专利文献CN106367041A公开了一种油基钻井液用乳化剂，由以下原料制备得到，氧化妥尔油脂肪酸48份，二乙烯三胺12份，四乙烯五胺4份，对甲基丙磺酸1份，氯磺酸10份，石脑油5份和溶剂20份，其抗温能力高达200℃，但在抗超高温方面略有不足。中国专利文献CN103980869A公开了一种油基钻井液用固体乳化剂，该乳化剂为酰胺类表面活性剂，制备方法：在有机酸中加入二乙烯三胺，并加入催化剂，加热到175～185℃，反应1～3小时，得到中间产物，将反应温度降至90～120℃，加入酸酐，继续反应2～4小时，冷却至室温后，产物为棕褐色的固体，利用粉碎机将其粉碎，得到棕红色的固体粉末，即得，其具有较好的抗温性能，但在高密度油基钻井液应用中效果一般。中国专利文献CN108467483A提供一种共聚物，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，该共聚物可作为油基钻井液稳定剂，用于提高油基钻井液的稳定性，其具有较好的乳液稳定性和滤失稳定性，但抗温能力较差。
[0005]目前，现有的油基钻井液在抗温性能和乳化稳定性能上存在以下问题：(1)在高温条件下，油基钻井液乳化稳定性变差，破乳电压降低；(2)由于界面膜稳定性下降，有机土、降滤失剂等添加剂在油水界面上的吸附效果变差，导致悬浮稳定性下降、滤失量增大。
[0006]因此，开发一种抗超高温乳化剂，提高其在油水界面的吸附能力，有效提高油基钻井液的抗温能力、乳液稳定性和悬浮稳定性具有重要的意义。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，尤其是针对目前油基钻井液在高温下乳液稳定性和悬浮稳定性差等问题，本专利技术提供了一种抗超高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法与应用。本专利技术以植物油脂肪酸为原料，通过缩合反应、酰化反应、取代反应等引入其他小分子聚合物实现对脂肪酸的改性，最终合成一种抗超高温乳化剂，其在油水界面吸附能力更强，能有效提高油基钻井液的抗温能力、乳液稳定性和悬浮稳定性，增强其与有机土、降滤失剂等添加剂的配伍性，达到提高油基钻井液综合性能的效果。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种抗超高温油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括步骤如下：
[0010](1)将植物油脂肪酸A通氮气除氧后，加入多元胺进行缩合反应；之后加入含苯基酸酐进行酰化反应；最后向反应体系中加入氯磺酸，进行反应，得到产物I；
[0011](2)将植物油脂肪酸B通氮气除氧后，加入酸酐进行反应，得到产物II；
[0012](3)将步骤(1)所得产物I和步骤(2)所得产物II混合，得到抗超高温油基钻井液用乳化剂。
[0013]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述植物油脂肪酸A为妥尔油脂肪酸、椰子油脂肪酸、桐油酸、蓖麻油酸中的一种或两种以上的组合。
[0014]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述通氮气除氧步骤为：将植物油脂肪酸A在温度为85
‑
95℃，搅拌速率为200
‑
400r/min条件下，通氮气0.5
‑
2h。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述多元胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或两种以上的组合；所述多元胺与植物油脂肪酸A的质量比为0.1
‑
0.2:1。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述缩合反应的温度为170
‑
190℃；所述缩合反应的时间为3
‑
5h。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述含苯基酸酐为联苯酸酐、4
‑
三氟甲基苯甲酸酐、苯甲酸酐、4,4'
‑
二邻苯二甲酸酐(CAS号：2420
‑
87
‑
3)中的一种或两种以上的组合；所述含苯基酸酐与植物油脂肪酸A的质量比为0.05
‑
0.15:1；所述含苯基酸酐的加入温度为55
‑
65℃。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述酰化反应的温度为100
‑
120℃，所述酰化反应的时间为1
‑
3h。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述氯磺酸与植物油脂肪酸A的质量比为1
‑
2:100；所述氯磺酸的加入温度为室温，加入氯磺酸后在室温下反应1
‑
3h；所述室温为25
±
5℃。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述植物油脂肪酸B与步骤(1)中的植物油脂肪酸A相同；所述通氮气除氧步骤与步骤(1)中通氮气除氧步骤相同。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述酸酐为醋酸酐、丁酸酐、丙酸酐、马来酸酐中的一种或两种以上的组合；所述酸酐与植物油脂肪酸B的质量比为0.1
‑
0.2:1。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述反应的温度为170
‑
190℃；所述反应的时间为1
‑
3h。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(3)中所述产物I和产物II的质量比为0.5
‑
1.5:1；所述混合步骤为：在40
‑
60℃下将产物I和产物II混合搅拌1
‑
3h，所述搅拌的速率为200
‑
400r/min。
[0024]本专利技术还提供了一种抗超高温油基钻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抗超高温油基钻井液用乳化剂的制备方法，包括步骤如下：(1)将植物油脂肪酸A通氮气除氧后，加入多元胺进行缩合反应；之后加入含苯基酸酐进行酰化反应；最后向反应体系中加入氯磺酸，进行反应，得到产物I；(2)将植物油脂肪酸B通氮气除氧后，加入酸酐进行反应，得到产物II；(3)将步骤(1)所得产物I和步骤(2)所得产物II混合，得到抗超高温油基钻井液用乳化剂。2.根据权利要求1所述抗超高温油基钻井液用乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述植物油脂肪酸A为妥尔油脂肪酸、椰子油脂肪酸、桐油酸、蓖麻油酸中的一种或两种以上的组合；所述通氮气除氧步骤为：将植物油脂肪酸A在温度为85
‑
95℃，搅拌速率为200
‑
400r/min条件下，通氮气0.5
‑
2h。3.根据权利要求1所述抗超高温油基钻井液用乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述多元胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或两种以上的组合；所述多元胺与植物油脂肪酸A的质量比为0.1
‑
0.2:1；所述缩合反应的温度为170
‑
190℃；所述缩合反应的时间为3
‑
5h。4.根据权利要求1所述抗超高温油基钻井液用乳化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述含苯基酸酐为联苯酸酐、4
‑
三氟甲基苯甲酸酐、苯甲酸酐、4,4'
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二邻苯二甲酸酐中的一种或两种以上的组合；所述含苯基酸酐与植物油脂肪酸A的质量比为0.05
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0.15:1；所述含苯基酸酐的加入温度为55
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65℃；所述酰化反应的温度为100
【专利技术属性】
技术研发人员：黄贤斌，吕开河，孙金声，白英睿，黎剑，王金堂，刘敬平，史胜龙，邓正强，姚如刚，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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