一种重晶石粉及其表面改性方法和应用技术

本发明专利技术属于无机填料技术领域，提供了一种重晶石粉及其表面改性方法和应用，解决了重晶石粉在钻井液中沉降的问题

【技术实现步骤摘要】
一种重晶石粉及其表面改性方法和应用


[0001]本专利技术涉及无机填料
，尤其涉及一种重晶石粉及其表面改性方法和应用
。

技术介绍

[0002]钻井液是钻井过程中满足工作需要的循环流体总称
。
在钻井技术发展的初期，清水就能承担所有的钻井需求
。
但是随着钻井技术的发展和钻井环境的变化，需要功能更多的钻井液
。
在钻井过程中，钻井液主要发挥下列作用：清洁井底，并把破碎出的岩屑循环到地面上来，提高钻井效率；冷却钻头，降低钻头温度，提高钻头的使用寿命；平衡井壁的压力，稳定井壁防止坍塌；平衡压力，防止井喷
、
井漏；在钻井过程中发挥辅助作用，在大水压下破碎岩石
。
因此对于钻井液的质量要求越来越高，在上述的作用过程中，最直接的方式是在钻井液中添加加重剂，以提高密度的方式来换取钻井液井底工作的顺利进行
。
但是加重剂的加入有一个最直接的问题，因其自身重力因素会在钻井液中沉降团聚，从而堵塞管道，轻则停工检修，重则会发生生产事故
。
因此，加重剂的性能改进成为了钻井业亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种重晶石粉及其表面改性方法和应用
。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种重晶石粉的表面改性方法，包含下列步骤：
[0006](1)
将重晶石粉溶液和表面活性剂混合后反应，得到中间溶液；
[0007](2)
将中间溶液和铝酸酯溶液混合后反应，完成表面改性
。
[0008]作为优选，步骤
(1)
中所述重晶石粉溶液的质量分数为
15
～
18
％，重晶石粉的粒径为1～2μ
m。
[0009]作为优选，步骤
(1)
中所述表面活性剂包含十二烷基苯磺酸和油酸钠；
[0010]所述十二烷基苯磺酸和油酸钠的质量比为1～2：5～
6。
[0011]作为优选，步骤
(1)
中重晶石粉和表面活性剂的质量比为
90
～
110
：3～
4。
[0012]作为优选，步骤
(1)
中所述反应的温度为
70
～
80℃
，时间为
20
～
40min
，转速为
1400
～
1600rpm。
[0013]作为优选，步骤
(2)
中所述铝酸酯溶液的质量分数为
35
～
45
％
。
[0014]作为优选，步骤
(2)
中铝酸酯的质量为步骤
(1)
中重晶石粉质量的1～
1.5
％
。
[0015]作为优选，步骤
(2)
中所述反应的温度为
70
～
80℃
，时间
≥15min
，转速为
2000
～
2500rpm。
[0016]本专利技术还提供了所述表面改性方法得到的重晶石粉
。
[0017]本专利技术还提供了所述重晶石粉在钻井液中的应用
。
[0018]本专利技术提供了一种重晶石粉的表面改性方法，本专利技术将重晶石粉溶液和表面活性剂混合后反应，得到中间溶液；将中间溶液和铝酸酯溶液混合后反应，完成表面改性
。
本专利技术以十二烷基苯磺酸和油酸钠作为表面活性剂，磺酸基团牢固的吸附在重晶石粉体的表面，同时引入的苯环结构提升了重晶石粉的抗温性，能适应不同的钻井环境；油酸钠中的羧基与重晶石水解的羟基基团发生酯化反应，油酸钠覆盖在重晶石的表面；通过双重表面活性剂的处理，形成均匀致密的类层结构，使得重晶石表面结构发生变化，从而提高重晶石的疏水性
。
本专利技术最后采用铝酸酯进行包覆，对重晶石粉表面进行均匀的处理，进一步提升分散性，使得改性后的重晶石粉具有优异的沉降稳定性
、
高温稳定性和分散性，大大减少了絮凝沉降和体系粘度增加现象的发生
。
本专利技术提供的改性方法简单高效，工艺要求低，适合大规模的生产应用，有效的改善钻井液应用过程中的问题
。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种重晶石粉的表面改性方法，包含下列步骤：
[0020](1)
将重晶石粉溶液和表面活性剂混合后反应，得到中间溶液；
[0021](2)
将中间溶液和铝酸酯溶液混合后反应，完成表面改性
。
[0022]在本专利技术中，步骤
(1)
中所述重晶石粉溶液的质量分数优选为
15
～
18
％，进一步优选为
16
～
17
％，更优选为
16.5
～
16.8
％；重晶石粉的粒径优选为1～2μ
m
，进一步优选为
1.2
～
1.8
μ
m
，更优选为
1.4
～
1.6
μ
m。
[0023]在本专利技术中，步骤
(1)
中所述表面活性剂优选包含十二烷基苯磺酸和油酸钠
。
[0024]在本专利技术中，所述十二烷基苯磺酸和油酸钠的质量比优选为1～2：5～6，进一步优选为
1.2
～
1.8
：
5.2
～
5.8
，更优选为
1.4
～
1.6
：
5.4
～
5.6。
[0025]在本专利技术中，步骤
(1)
中重晶石粉和表面活性剂的质量比优选为
90
～
110
：3～4，进一步优选为
95
～
105
：
3.2
～
3.8
，更优选为
98
～
102
：
3.4
～
3.6。
[0026]在本专利技术中，进行步骤
(1)
的反应前先将重晶石粉溶液进行预热，预热的温度和步骤
(1)
反应的温度相同
。
[0027]在本专利技术中，步骤
(1)
中所述反应的温度优选为
70
～
80℃
，进一步优选为
72
～
78℃
，更优选为
74
～
76℃
；时间优选为
20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种重晶石粉的表面改性方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)
将重晶石粉溶液和表面活性剂混合后反应，得到中间溶液；
(2)
将中间溶液和铝酸酯溶液混合后反应，完成表面改性
。2.
如权利要求1所述的表面改性方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述重晶石粉溶液的质量分数为
15
～
18
％，重晶石粉的粒径为1～2μ
m。3.
如权利要求1或2所述的表面改性方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述表面活性剂包含十二烷基苯磺酸和油酸钠；所述十二烷基苯磺酸和油酸钠的质量比为1～2：5～
6。4.
如权利要求3所述的表面改性方法，其特征在于，步骤
(1)
中重晶石粉和表面活性剂的质量比为
90
～
110
：3～
4。5.
如权利要求1或4所述的表面改性方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述反应的温度为
70
～
80℃
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，王晓东，刘永刚，
申请(专利权)人：奈曼旗忠義砂产业有限公司，
类型：发明
国别省市：