一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂及其制备方法和应用技术

本申请提供了一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂及其制备方法和应用，该固体乳化剂具有式1结构，例如R1为C9～C

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及石油天然气深井、超深井钻探油基钻井液应用
，具体的说，是涉及一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]油基钻井液因其具有良好的热稳定性、抑制性和油气层保护能力而被广泛运用，虽然存在污染、后续治理等问题，但基于油基钻井液的优越特性，目前依然是钻探高温深井、页岩气水平井等高难度复杂井的重要手段。而且随着勘探开发的深入，深井、超深井越来越多，对油基钻井液体系的抗温性提出了更高的要求。其中，用于油基钻井液的核心处理剂主要是乳化剂，其抗温能力是保证油基钻井液体系抗温性的关键。
[0003]近年来国内对乳化剂进行了较多的研究和应用，目前多为液体乳化剂，例如聚酰胺类乳化剂。液体乳化剂的不足之处是低温易增稠、不易流动，给现场计量和使用带来困难。而国内外对油基钻井液用固体乳化剂的研究应用较少；申请公布号为CN104592958A的中国专利文献公开了一种油基钻井液用粉状乳化剂，其由2,6
‑
二氨基吡啶、二元酸、二元胺和脂肪酸按照1:2:2:1的摩尔比例，通过反应制备得到所述结构的粉末状乳化剂。
[0004]这种固体乳化剂在0℃～120℃条件下为浅黄色固体粉末，但其抗温最高到180℃，还不能完全满足某些高温深井的需要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的旨在克服现有固体乳化剂抗温能力不足的问题，从而提供一种抗温能力更强的油基钻井液用固体乳化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的抗高温固体乳化剂具有更好的抗温性，利于在高温油基钻井液中的应用。
[0006]本专利技术提供了一种具有式1结构的油基钻井液用抗高温固体乳化剂，其通式如下：
[0007][0008]其中，R1为C9～C
22
的直链烷基；R2为(CH2)
m
，m为1～20的整数；
[0009]A1为A2和A2’
均选自H或且不同时为H；R3为C1～C
18
的取代或未取代的烷基。
[0010]优选地，所述R1为C
12
～C
22
的烷基，优选为C
14
～C
22
的烷基。
[0011]优选地，所述m为1～16的整数，优选为1～12的整数，更优选为1～8的整数。
[0012]优选地，所述R3为C1～C
14
的取代或未取代的烷基，优选为C1～C
12
的取代或未取代的烷基。
[0013]本专利技术提供了一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014]按摩尔比例先将二氨基化合物和二元酸加入反应器中加热反应，然后加入脂肪胺加热反应，最后加入烷基磺酸加热反应，得到抗高温固体乳化剂；
[0015]所述二氨基化合物、二元酸、脂肪胺、烷基磺酸的摩尔比例为1：(1～2.5)：(0.5～2)：(1～3)；
[0016]所述二氨基化合物为2,6二氨基甲苯或2,6二氨基吡啶；所述二元酸选自C3～C22二元脂肪酸中的一种；所述脂肪胺选自C9～C22脂肪胺中的一种；所述烷基磺酸中烷基碳原子数为1～18的整数。
[0017]优选地，所述二元酸选自丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸中的一种。
[0018]优选地，所述脂肪胺选自十四胺、十六胺、油胺、十八胺、二十胺和二十二胺中的一种。
[0019]优选地，所述烷基磺酸选自甲磺酸、牛磺酸、3
‑
羟基丙磺酸、1
‑
丁磺酸、磺酸己烷、辛基磺酸、十二烷基磺酸和十二烷基苯磺酸中的一种。
[0020]优选地，所述加入脂肪胺加热反应、加入烷基磺酸加热反应均在搅拌条件下进行，反应温度独立地为140℃～180℃。
[0021]优选地，所述加入脂肪胺加热反应、加入烷基磺酸加热反应的时间独立地为2～4小时，室温冷却后，得到黑棕色固体乳化剂。
[0022]本专利技术还提供了前面任意所述的油基钻井液用抗高温固体乳化剂在制备油基钻井液中的应用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所得油基钻井液用抗高温固体乳化剂的结构如式1所示，所述的抗高温固体乳化剂由特定二氨基化合物、二元酸、脂肪胺、烷基磺酸单体，按照摩尔比1：(1～2.5)：(0.5～2)：(1～3)，分三步反应制备得到。本专利技术可通过基团间和分子间的氢键作用形成内作用力强的聚集态结构固态乳化剂，同时通过引入芳环和磺酸基团提高乳化剂的抗高温能力，抗高温能力强，抗温达200℃，高温乳化稳定效果好，可用于高温油基钻井液的配制，同时储存、运输、使用方便，能够更好地满足高温深井油基钻井液的使用。
具体实施方式
[0024]下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0025]本申请提供了一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂，具有式1结构：
[0026][0027]其中，R1为C9～C
22
的直链烷基；R2为(CH2)
m
，m为1～20的整数；
[0028]A1为A2和A2’
均选自H或且不同时为H；R3为C1～C
18
的取代或未取代的烷基。
[0029]本专利技术提供的抗高温固体乳化剂具有更好的抗温性，利于在油基钻井液中的应用。
[0030]本专利技术所述油基钻井液用抗高温固体乳化剂的式1结构中，R1为C9～C
22
的直链烷基，优选为C
12
～C
22
的烷基，更优选为C
14
～C
22
的烷基。C9～C
22
代表碳原子数为9～22，例如，C
22
的直链烷基可表示为CH3‑
(CH2)
20
‑
CH2‑
、CH3‑
(CH2)
21
‑
。
[0031]本专利技术所述式1中，R2为(CH2)
m
，为直链的亚烷基，也可表示为R2＝C
m
H
2m
；m为1～20的整数，优选为1～16的整数，更优选为1～12的整数，进一步优选为1～8的整数。如m＝1，R2为CH2，m还可以为2、5、6、8等。
[0032]并且，A1为两个单键为连接键。
[0033]A2和A2’
均选自氢(H)或(或表示为
‑
SO2R3)，且不同时为H；其中R3为C1～C
18
的取代或未取代的烷基，优选为C1～C
14
的烷基，优选为C1～C
12
的烷基。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂，其特征在于，具有式1结构：其中，R1为C9～C
22
的直链烷基；R2为(CH2)
m
，m为1～20的整数；A1为A2和A2’
均选自H或且不同时为H；R3为C1～C
18
的取代或未取代的烷基。2.根据权利要求1所述的油基钻井液用抗高温固体乳化剂，其特征在于，R1为C
12
～C
22
的烷基，优选为C
14
～C
22
的烷基。3.根据权利要求1所述的油基钻井液用抗高温固体乳化剂，其特征在于，m为1～16的整数，优选为1～12的整数，更优选为1～8的整数。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的油基钻井液用抗高温固体乳化剂，其特征在于，R3为C1～C
14
的取代或未取代的烷基，优选为C1～C
12
的取代或未取代的烷基。5.一种油基钻井液用抗高温固体乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按摩尔比例先将二氨基化合物和二元酸加入反应器中加热反应，然后加入脂肪胺加热反应，最后加入烷基磺酸加热反应，得到抗高温固体乳化剂；所述二氨基化合物、二元酸、脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金爱，谢建宇，国安平，周亚贤，王雪旌，丁晓蕾，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：