[发明专利]辅乳化剂及其制备方法以及乳化剂组合物及其应用和油基钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液领域，具体地，涉及一种辅乳化剂、一种辅乳化剂的制备方法、由该方法制备得到的辅乳化剂、一种乳化剂组合物、所述辅乳化剂或乳化剂组合物作为钻井液乳化剂的应用以及一种油基钻井液。

背景技术

随着石油行业的发展，目前深层油气资源已成为我国的战略接替能源，更是目前和未来油气增储上的重点。近年来随着深井和超深井钻井数量的增多，对钻井液抗温性提出了更高的要求。一般水基钻井液已不能满足现场要求。而油基钻井液具有抗高温性的优点逐渐受到重视，并开始大量投入应用。

油基钻井液通常使用柴油或者低毒矿物油作为基液，是一种以盐水作为非连续相、在一定温度下搅拌后形成的具有油类性质的乳化钻井液，国外通常将这种钻井液称为逆乳化钻井液。一般情况下，油在油包水钻井液中比例都会大于70％，所以常简称这种油包水钻井液为油基钻井液。由于外相为油相，油基钻井液具有很强的抑制性能，可以稳定井壁、防止坍塌，对油气层特别是水敏地层有很好的保护性能。同时油基钻井液有很好的抗高温性能和润滑性能，适用于深井大斜度井钻探。相对水基钻井液，油基钻井液具有更好的抑制性能和抗高温性能。同时油基钻井液也有一些缺点，比如配制成本高、对环境造成不利影响等。目前油基钻井液的一个主要维护难点在于保持乳状液的稳定性，在钻井过程中始终存在乳化失效的危险，特别是在钻深热井时，高温作用使乳状液更容易失去稳定性。其中，乳化剂是配制油基钻井液体系的关键组分，其为确保乳状液体系中分散相的分散度以及较长期保持稳定的决定因素。性能好的乳化剂不仅能够增强油基钻井液的抗温性，在高温条件下具有更好的电稳定性，体系具有更好的携岩能力，而且还能够大大减少钻井事故，提高钻井效率。

与国外先进技术相比，目前我国油基钻井液的研究还有相当的差距，特别乳化剂的研究更是欠缺，主要表现在加量大、乳化效果和抗温性能差，在180℃以上就很容易分解，由此导致我国的油基钻井液体系的抗温能力不足，抗温老化之后稳定性明显下降，而且容易产生老化增稠现象，因此研制高温高密度油基钻井液用乳化剂已经成为当前我国油基钻井液发展的关键之一。

针对抗高温性，国外研发了聚氧乙烯类乳化剂和酰胺类乳化剂。其中，虽然由聚氧乙烯类乳化剂形成的乳液表面带有一定的负电荷，但是形成的乳化膜强度不够，无法满足高密度油基钻井液的要求。而国内则研发了OP系列和ABS系列乳化剂，但是这两类乳化剂的抗温性远远达不到现场要求，抗温极限为120℃。针对高温高密度无土相油基钻井液体系，要求乳化剂既要具有抗高温的性能，同时又要能够形成极强的乳化膜，才能防止出现高密度增稠现象。

在油基钻井液体系中，乳化剂的使用往往是主、辅乳化剂复配使用，这样既能提高油基钻井液体系的抗温性，又能形成更强的乳化膜。其中，主乳化剂是关键，但是辅乳化剂也必不可少。辅乳化剂不仅能调节体系的HLB值，而且在体系中往往能起到润湿亲水固相的效果。对于高密度无土相油基钻井液，低切力是一大难点，倘若辅乳化剂具有好的乳化效果，则能提供老化后的稳定性，增强体系的切力，减小老化后体系悬浮性差的问题。因此辅乳化剂的研制不容忽视。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的辅乳化剂、一种辅乳化剂的制备方法、由该方法制备得到的辅乳化剂、一种乳化剂组合物、所述辅乳化剂或乳化剂组合物作为钻井液乳化剂的应用以及一种油基钻井液。

具体地，本发明提供了一种辅乳化剂，其中，所述辅乳化剂含有至少两个酰胺基团和至少一个包括7-30个碳原子的烃基。

本发明还提供了一种辅乳化剂的制备方法，该方法包括将多胺类化合物与单羧酸进行第一酰胺化反应，并将所述第一酰胺化反应的产物与酸酐进行第二酰胺化反应，所述多胺类化合物含有至少一个伯胺基团和至少一个仲胺基团或者含有至少两个伯胺基团，所述单羧酸含有至少一个包括7-30个碳原子的烃基。

本发明还提供了由上述方法制备得到的辅乳化剂。

本发明还提供了一种乳化剂组合物，所述乳化剂组合物含有主乳化剂和上述辅乳化剂。

本发明还提供了该辅乳化剂或乳化剂组合物作为钻井液乳化剂的应用。

此外，本发明还提供了一种油基钻井液，所述油基钻井液含有钻井液基浆和乳化剂，其中，所述乳化剂为上述辅乳化剂和/或乳化剂组合物。