[发明专利]一种高效油基钻井液乳化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高效油基钻井液乳化剂及其制备方法。该乳化剂的制备方法为：将妥尔油酸、顺丁烯二酸酐、第一催化剂以及溶剂加热反应，得到妥尔油酸‑顺酐加合物；在妥尔油酸‑顺酐加合物中加入第二催化剂，加热至反应所需的温度后加入羟乙基乙二胺，继续加热反应一段时间，得到所述的高效油基钻井液乳化剂。本发明的高效油基钻井液乳化剂具有良好的乳化稳定性和抗高温能力，从而能够提高油基钻井液的流变稳定性和抗高温能力，并且其加量少，适用于高温高密度井的现场应用，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种油基钻井液技术领域，具体涉及一种高效油基钻井液乳化剂及其制备方法。

背景技术

随着石油勘探开发的日益深入和油气资源的日趋紧张，我国油气资源勘探开发逐步由浅层油气向深层、由常规油气向非常规油气和由国内向国外市场转变。钻探过程中将会更多地遇到泥页岩、页岩和大段盐膏层等复杂地层，对具有强抑制和高润滑的油基钻井液的需求愈加迫切。塔里木油田的库车山前地区油气埋藏深、高温、高压且存在大段盐膏层，给钻井作业带来极大的难题，而油基钻井液具有抗高温、润滑性好、油层损害小、有良好的井壁稳定性和页岩抑制性及高密度下性能稳定等优势，可大幅降低在复杂情况下钻井的难度，已成为钻探高难度高温深井、高温高密度井及水平井等各种复杂井和储层保护的重要手段。

油基钻井液的基础液为油包水乳液，其整体性能的好坏主要取决于乳液是否稳定，使用的乳化剂的效果是否良好。由于我国油基钻井液的起步较晚，国内现有的乳化剂品类比较单一，抗温性能和乳化稳定性能比较差，而且加量还比较高，难以达到现场应用的要求。而且国外现在应用的乳化剂价格都比较高，使得钻井成本增加。

因此，现如今急需研发一种高效油基钻井液乳化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效油基钻井液乳化剂及其制备方法。该高效油基钻井液乳化剂具有良好的乳化稳定性和抗高温能力，从而能够提高油基钻井液的流变稳定性和抗高温能力。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种高效油基钻井液乳化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将妥尔油酸、顺丁烯二酸酐、第一催化剂以及溶剂加热反应，得到妥尔油酸—顺酐加合物；

(2)在所述的妥尔油酸—顺酐加合物中加入第二催化剂，加热至反应所需的温度后加入羟乙基乙二胺，然后继续加热反应一段时间，得到所述的高效油基钻井液乳化剂。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，将妥尔油酸、顺丁烯二酸酐、催化剂以及溶剂进行加热反应是在真空搅拌状态下进行的，并且反应温度为60～80℃，反应时间为4～6h；更优选地，反应温度为70～80℃，反应时间为4～5h。其中，搅拌速度优选为100～200r/min。

在上述制备方法中，优选地，步骤(1)中的所述第一催化剂包括过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈等。

在上述制备方法中，优选地，步骤(1)中的所述溶剂包括甲苯和/或二甲苯等。溶剂的用量可以由本领域技术人员进行常规的调整，只要能够使反应顺利进行即可。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述妥尔油酸与所述顺丁烯二酸酐的摩尔比为1：(1.0～3.0)，更优选为1：2.0；所述妥尔油酸与所述第一催化剂的摩尔比为1：(0.005～0.02)，更优选为1：(0.005～0.015)，尤其优选为1：0.01。

在上述制备方法中，优选地，步骤(2)进一步包括：在所述的妥尔油酸—顺酐加合物中加入第二催化剂之前，先将所述的妥尔油酸—顺酐加合物加热至100～130℃，恒温20～30min。

在上述制备方法中，优选地，在步骤(2)中，所述的反应所需的温度为145～170℃，更优选为160～170℃；加入羟乙基乙二胺后继续加热反应的时间为4～6h，更优选为4～5h。