[发明专利]一种改性沥青颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油沥青领域，具体涉及一种改性沥青颗粒及其制备方法。

背景技术

沥青类产品是重要钻井液处理剂之一，具有良好的防塌、润滑、乳化、降滤失和高温稳定等综合效能。沥青类产品一般含有不溶于水的沥青颗粒，并且有一定的软化点。当井眼内有足够高的温度和压力时，沥青颗粒软化变形，并被挤入井壁微裂缝中，阻止钻井液和滤液从微裂缝渗透，与泥饼一起有效地封堵地层。沥青类物质是石油钻井极其有效的防塌剂和油层保护剂。随着石油勘探与开发的发展，钻井深度不断加深，钻遇地层愈来愈复杂，定向井、水平井等特殊工艺井的数量逐渐增多。这使钻井工程对钻井液用沥青类产品及其体系提出了更高的要求。开发出高温性能好、有良好封堵性和降滤失性的高软化点沥青(指软化点在100℃以上，尤其是在120℃以上)，以满足油田钻井工程的需要，具有十分重要的意义。

高软化点沥青的制备工艺一般采用溶剂脱沥青或吹气氧化工艺，CN102464989A、CN102876344A、CN102464988A和CN102382696A等公开了几种用于钻井液中的高软化点沥青或沥青颗粒的制备方法，沥青软化点一般在120℃以上，最高达250℃。

CN102952526A公开了一种高软化点乳化沥青水基钻井液处理剂及其制备方法，所述钻井液处理剂包括40～70%软化点为150～240℃的沥青、35～50重量%水，0.02～2%助剂，0.05～5 %乳化剂，0.01～1%稳定剂，该钻井液处理剂具有良好的高温高压降滤失功能，适用于高温高压的深井及超深井钻井。

US7220348B1、CN102876344 A、CN102876344 A和CN102732280A也公开几种高软化点沥青的生产方法，沥青产品软化点都在250℃以，但主要用于生产碳纤维制品、耐火材料粘结剂及纺丝领域。

现有的高软化点沥青在应用于钻井液体系当中时，由于组成单一，存在粘弹范围较小，使用温度范围较窄等问题，很难在井下持续发挥作用。CN1046176A公开了一种含有预混合的约2份高软化点硬沥青、约1份低软化点硬沥青、约1份苛化褐煤以及一种强亲油性非离子表面活性剂的水基钻井泥浆添加剂。这种添加剂组合物可以在宽范围的温度和压力内有效，但简单的机械混合很难有效的发挥不同软化点沥青的作用效果。采用几种不同软化点沥青机械混合，简单组合，也都是各自发挥作用，超过软化点之后，就失去作用，想要在不同温度范围内达到良好的封堵效果，就要保证每种软化点沥青的加入量，进一步增加了沥青在钻井液分散的难度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改性沥青颗粒及其制备方法。本发明改性沥青颗粒具有较高的软化点，高温性能优良，具有良好的变形能力，制备方法简单，在深层钻井时能够在较宽温度范围的钻井作业条件下持续发挥作用，起到良好的封堵和降滤失效果。

本发明的改性沥青颗粒，按重量份计，包括如下组分：

高软化点沥青I 15～60份；

高软化点沥青II 10~50份；

胶粉颗粒20～50份；

所述的高软化点沥青I包裹在胶粉颗粒外部，高软化点沥青II包裹在高软化点沥青I外部；其中高软化点沥青II与高软化点沥青I的软化点差为10~25℃。

所述的高软化点沥青I的软化点为150~280℃，优选180~260℃；其中高软化点沥青I可以为市售产品或天然硬沥青，也可以按照本领域常规技术制备，如减压蒸馏工艺、溶剂脱沥青工艺、吹气氧化工艺等，或几种工艺的结合。

所述的高软化点沥青II的软化点为160～300℃，优选为180～280℃；高软化点沥青II可以为市售产品或天然硬沥青，也可以按照本领域常规技术制备，如减压蒸馏工艺、溶剂脱沥青工艺、吹气氧化工艺等，或几种工艺的结合。

所述的胶粉可以为市售的废旧轮胎胶粉产品或按照现有方法制备，粒径为60~250目，优选80~200目。

本发明的改性沥青颗粒的平均粒径为小于60目。

本发明的改性沥青颗粒中优选加入促进剂，以改性沥青颗粒重量为基准，促进剂加入量为1wt%～10wt%，其中促进剂为硫酸盐、季铵盐或木质素磺酸盐中的一种或几种，其中硫酸盐为改性月桂醇基硫酸钠、仲醇基硫酸钠和混合脂肪醇硫酸钠等中的一种或几种；季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵等中的一种或几种；木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。

本发明的改性沥青颗粒的制备方法，包括如下内容：