[发明专利]油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井液用防塌剂及其制备方法与应用，具体是一种可用作油田钻井液用防塌剂的无荧光白沥青及其制备方法与相关应用。

背景技术

随着石油工业勘探开发技术的发展，对钻井液防塌剂的要求越来越高。沥青及其改性产品，如磺化沥青类产品，因其在钻井液中良好的防塌性能和油气层保护作用而被广泛应用，在国内外被公认为最好的钻井液防塌剂。但磺化沥青类产品也存在明显的缺点：(1)荧光级别高，干扰地质录井，限制了其在勘探井中的应用；(2)含有较多的稠环芳烃有毒物质，对环境污染严重，在对环境保护要求日益提高的今天，磺化沥青类产品已不能满足环境保护的要求。

为降低沥青类防塌剂的毒性，业内相关人员陆陆续续研发出低荧光或无荧光白沥青产品以用作钻井液防塌剂。

例如，“有机盐钻井液在塔里木东河油田DH1-8-6井的应用”(周建东等人，《钻井液与完井液》，2002年04期)提到了性能较好的无荧光白沥青NFA-25的应用。再如，“无荧光防塌剂白沥青W-ASP的评价与应用”(柏红梅，《钻井液与完井液》，2004年第4期)公开了一种无荧光环保型防塌剂——白沥青W-ASP，其是高级脂肪醇树脂经水溶性加工后的一种产品，能与水、粘土发生乳化作用，在不同温度下能形成韧性粒子，堵塞地层微裂缝和渗透性地层的孔隙，起到降滤失、防止地层坍塌和保护油气层的作用，与沥青相比，它无荧光，不会干扰地质录井。但这些文献中均没有公开所用无荧光白沥青防塌剂的具体组分，也未提及其具体制备方法，本领域技术人员在这些现有技术的公开基础上不能清楚确定所用无荧光白沥青的组成。

CN103013461A公开了一种钻井液用白沥青及其制备方法，由如下重量份的原料制备：石蜡40份～50份，烷基酚聚氧乙烯醚1份～2份，聚乙二醇4份～5份，聚丙烯酰胺4份～5份，硬脂酸20份～30份，轻质碳酸钙20份～30份。其制备方法为：按配比将石蜡、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、硬脂酸加入到反应釜中，反应釜升温至70℃～100℃后，恒温搅拌20～40分钟；后加入聚丙烯酰胺，恒温搅拌30分钟；最后均匀加入轻质碳酸钙，恒温搅拌0.5～2小时后出料，喷雾造粒得到白沥青。但该现有技术所得产品软化点较低，一般小于60℃，这对于钻遇井底温度较高的探井和开发井时不适用，并且此现有技术得到的产品抗盐抗钙能力不强，当钻遇盐膏层时封堵防塌性能较差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种进一步改进的用于石油钻井液的防塌剂，使其在具有改善钻井液泥饼、防止井壁垮塌等基本性能的同时，降低对环境的污染，增强抗盐抗钙能力，此外，扩展其适用范围。

本发明的另一目的在于提供所述防塌剂的制备方法，其工艺简便，且所制备的防塌剂具有良好的性能。

本发明的另一目的在于提供所述防塌剂的应用。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种制备钻井液用防塌剂的方法，该方法包括步骤：

将高碳脂肪酸、高碳脂肪醇与多元醇按照20～30：18～27：5～12份的重量比混合，于70～105℃下搅拌反应5～7小时，所得产物即为钻井液用防塌剂。

除特别注明外，本发明中所述比例与百分含量均为重量比例或百分含量。

根据本发明的具体实施方案，本发明的制备钻井液用防塌剂的方法中，对搅拌速度无特殊要求，能将反应体系搅拌均匀即可，通常搅拌速度为50～120转/分钟。此外，体系的反应压力为常压。

根据本发明的具体实施方案，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的一种或多种。当所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸、硬脂酸中的多种时，其中，月桂酸与软脂酸的重量比例优选为0.5～1.2:0.6～1.2；软脂酸与硬脂酸的重量比例优选为0.6～1.2:2.0～3.0；月桂酸与硬脂酸的重量比例优选为0.5～1.2:2.0～3.0。在本发明的一更具体实施方案中，所述高碳脂肪酸包括月桂酸、软脂酸和硬脂酸，三者加量比例为0.5～1.2:0.6～1.2:2.0～3.0。

根据本发明的具体实施方案，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇、硬脂醇中的一种或多种。当所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇、硬脂醇中的多种时，其中，月桂醇与软脂醇的重量比例优选为1.0～1.5:0.9～1.4；月桂醇与硬脂醇的重量比例优选为1.0～1.5:2.0～3.5；软脂醇与硬脂醇的重量比例优选为0.9～1.4:2.0～3.5。在本发明的一更具体实施方案中，所述高碳脂肪醇包括月桂醇、软脂醇和硬脂醇，三者加量比例为1.0～1.5:0.9～1.4:2.0～3.5。