[发明专利]一种水基钻井液用改性乳化沥青及其制法和应用

权利要求书

1.一种用于水基钻井液的改性乳化沥青，按总重量份数100份计，包括以下组分：

改性沥青基液              50~75份，

乳化剂                    0.5~4.0份，

性能调节剂                0.1~1.0份，

稳定剂                    0.1~1.0份，

水                        余量；

其中，所述改性沥青基液，按重量份数计，包括以下组分：

基质沥青                  100份，

改性剂                    0.1~2.0份，

萜烯树脂                  0.2~5.0份，

助剂                      0.2~1.0份；

所述改性乳化沥青为阳离子乳化沥青，固含量≥60%；

所述乳化剂为季铵盐类阳离子乳化剂；

所述性能调节剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种；

所述稳定剂为氯化钙、氯化钠、氯化铵中的至少一种；

所述改性剂为胺化石墨烯微片，所述胺化石墨烯微片的平均片径为10~100nm，厚度为10~50nm；

制备改性剂的方法包括：向原料沥青粉中加入浓硝酸，搅拌下进行反应，反应温度为70~90℃，反应时间为2~8h，反应结束后，降温，抽滤、干燥，得到沥青基氧化石墨烯微片；再加入分散剂、胺基改性剂和偶联剂，120~150℃下反应2~8h，反应结束后，降温，抽滤、干燥，得到胺化石墨烯微片改性剂；

所述胺基改性剂为二甲基乙二胺、二乙基乙二胺、二丁基乙二胺中的至少一种；

所述沥青基氧化石墨烯微片与胺基改性剂的质量比为1：1.0~1：2.0。

2.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述基质沥青选自减压渣油、氧化沥青、溶脱沥青中的一种或几种；所述基质沥青的软化点为80~100℃。

3.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述萜烯树脂的软化点为80~100℃。

4.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述助剂为烷基酚聚氧乙烯醚系列中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述乳化剂为十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基氯化铵中的一种或几种。

6.按照权利要求1-5任一所述的改性乳化沥青的制备方法，包括：

（1）配制皂液：将性能调节剂、稳定剂与水混合溶解，再加入乳化剂，并调整pH值；

（2）制备改性沥青基液；

（3）将改性沥青基液与配制的皂液混合继续进行乳化，得到改性乳化沥青。

7.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，加入乳化剂前，温度控制在70~90℃；步骤（1）中，所述pH值调整为3.0~4.0。

8.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）制备改性沥青基液的步骤包括：

i）制备改性剂；

ii）在140~180℃下将改性剂与熔融状态的基质沥青混合，超声处理20～60min；再加入萜烯树脂和助剂，进行剪切，剪切温度为160~200℃，时间为20～60min，得到改性沥青基液；

步骤i）制备改性剂的方法包括：向原料沥青粉中加入浓硝酸，搅拌下进行反应，反应温度为70~90℃，反应时间为2~8h，反应结束后，降温，抽滤、干燥，得到沥青基氧化石墨烯微片；再加入分散剂、胺基改性剂和偶联剂，120~150℃下反应2~8h，反应结束后，降温，抽滤、干燥，得到胺化石墨烯微片改性剂；

所述胺基改性剂为二甲基乙二胺、二乙基乙二胺、二丁基乙二胺中的至少一种；

所述沥青基氧化石墨烯微片与胺基改性剂的质量比为1：1.0~1：2.0。