[发明专利]一种增粘提切剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本申请涉及石油开发钻井液领域，特别涉及一种用于无土油基钻井液的增粘提切剂及其制备方法和用途。

背景技术

油基钻井液是以油作为连续相的钻井液，与水基钻井液相比，油基钻井液具有抗高温，抗盐侵，抑制性强，井壁稳定性好，润滑性好，对油气层伤害小等多种优点，目前油基钻井液已经成为钻高温深井，大斜度定向井和各种复杂井所采用的重要手段。由于普通的油基钻井液——含有机土的油基钻井液存在有机土的胶凝性强，体系在高密度条件下往往流变性差，泥饼厚，导致起下钻不畅，机械钻速低，钻井成本高的缺点，我国已开展了对于无土油基钻井液的研究。目前无土油基钻井液研究中遇到的问题是悬浮性差、高密度时容易发生重晶石沉降，虽然现有的调节剂、增粘剂和提切剂种类很多，但是这些调节剂、增粘剂和提切剂大多只适用于普通的油基钻井液——含有机土的油基钻井液，并不能解决无土油基钻井液的问题，例如，现有技术已经公开了一种矿物油基钻井液用聚酰胺基胺流型调节剂，该调节剂由二聚脂肪酸和多元胺进行酰胺化反应，再将反应物与溶剂均匀混合制得。但是该调节剂主要用于普通的油基钻井液——含有机土的油基钻井液，在不含有机土的无土油基钻井液中应用效果并不显著，滤失量大并且该调节剂的制备需要在通氮气的条件下进行，整个反应需要2～3h的时间，反应较慢而且成本较高。

因此，存在对开发用于无土油基钻井液的增粘提切剂及其制备方法的需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于无土油基钻井液的增粘提切剂。

本申请所提供的增粘提切剂，由二聚脂肪酸和多乙烯多胺在三乙二醇单丁醚存在的条件下反应生成，并且二聚脂肪酸和多乙烯多胺按羧基:胺基＝1:0.4～1.6的摩尔比加料，反应温度为140～160℃。

本申请的另一目的是提供一种制备增粘提切剂的方法。

本申请所提供的制备增粘提切剂的方法，包括以下步骤：

a.按羧基:胺基＝1:0.4～1.6的摩尔比称量二聚脂肪酸与多乙烯多胺；

b.将二聚脂肪酸中加入二聚脂肪酸质量的15～20％的三乙二醇单丁醚，搅拌均匀后开始加热，在搅拌和加热的条件下，向其中滴加多乙烯多胺；

c.滴加完成后升温至140～160℃，保持此温度至不再有水脱出后继续反应10～20min，完成反应；

d.降温至100℃，加入二聚脂肪酸和多乙烯多胺的总量的35～50％(v/w)的甲苯或二甲苯溶剂，搅拌均匀后降温至60℃，即制得增粘提切剂。

在一些实施方式中，所述多乙烯多胺选自由二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺组成的组。

在一些实施方式中，所述羧基与胺基的摩尔比为1:0.6～0.9。

在一些实施方式中，所述三乙二醇单丁醚的用量为二聚脂肪酸质量的20％。

在一些实施方式中，所述反应的温度为155～160℃，优选为155℃。

在一些实施方式中，所述不再有水脱出后继续反应的时间为15min。

在一些实施方式中，所述溶剂为二甲苯。

在一些实施方式中，所述二聚脂肪酸是二聚体含量为70～98％的二聚脂肪酸或三聚体含量＜15％的二聚脂肪酸。

本申请的又一目的是提供增粘提切剂在无土油基钻井液中的用途。

本申请的又一目的是提供增粘提切剂在用于抗260℃的温度的无土油基钻井液中的用途。

本发明人在试图寻找一种反应速度更快的方法来制备用于无土油基钻井液中的增粘提切剂时，无意中发现通过向二聚脂肪酸体系中加入三乙二醇单丁醚能够加快反应的进行，使反应时间缩短至不到50分钟。通过在反应过程中加入三乙二醇单丁醚，改进了制备增粘提切剂的反应由于二聚酸的粘度太高容易停止的缺陷，使反应更为完全彻底。

虽然不希望受到理论的束缚，但发明人认为反应加快的原因可能是加入三乙二醇单丁醚后，使反应中生成的水容易脱出；同时不再需要充氮气，从而简化了反应条件，降低了生产成本。由本申请的特定方法制造的增粘提切剂为油溶性液体，加入到无土油基钻井液中后提高了无土油基钻井液的粘度和切力，赋予了无土油基钻井液极佳的增粘提切效果。

本申请的增粘提切剂替代了胶凝性强的有机土，形成了高性能低破裂点的胶体，增加了机械钻速，减少井下损耗，降低运营成本，减少了钻井液对环境的影响。

使用了本申请的增粘提切剂的无土油基钻井液体系抗固相和地层水污染的性能增强，对储层伤害小，体系渗透率恢复值增加，并且该体系性能稳定，抑制性强，润滑性好，塑性粘度低，抗温可达260℃。