微交联乳化剂组合物和微交联乳化剂及其制备方法以及油基钻井液与流程

本发明属于油田化学钻井液，具体涉及一种微交联乳化剂组合物和微交联乳化剂及其制备方法以及油基钻井液。

背景技术：

1、油包水钻井液通常使用柴油或者低毒矿物油作为基液，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。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。油包水乳化钻井液一个主要的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，是确保乳状液体系中分散相的分散度，是较长期保持稳定的决定因素。

2、在国外对油基钻井液的使用比较早，因此国外对油基钻井液处理剂和体系的研究已比较成熟，而且处理剂已经实现商业化。美国，英国，挪威的钻井公司已将油基钻井液广泛应用于水平井，定向井，复杂地层井和深井超深井。国内的乳化剂种类少、效果一般，钻井公司大多依靠国外乳化剂来维持钻井液性能，而国外钻井液体系价格昂贵。中国油基钻井液用的主乳化剂发展很快，但也存在一些问题。cn103725268b公开了一种抗高温油基钻井液乳化剂，该乳化剂由以下组分组成：乳化剂a：烷基醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂；乳化剂b：石油磺酸铁、烷基芳基磺酸钠和烷基丁二酸酯磺酸钠中的一种或几种；乳化剂c：硬脂酸聚氧乙烯酯或硬脂酸锌中的一种或两种，该体系抗温仅为150℃。cn104263328a公开了一种抗高温油基钻井液乳化剂及其制备方法，由以下重量份的组分制备而成：聚烯烃9-12份、顺丁烯二酸酐1-3份、二甲苯18-22份、多乙烯多胺3-5份、聚乙二醇2-4份和辛基酚聚氧乙烯醚1-3份合成的乳化剂，抗温可达200℃，但是其使用二甲苯作为溶剂，用量大，对环境和职业安全有一定的威胁。cn104403646a公开了一种抗高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法和应用，所述乳化剂包括：脂肪酸500-700份、四乙烯五胺70-120份、二甲苯50-100份和白油200-300份；二甲苯含量过高。

3、cn105154036a公开了一种抗高温油基钻井液用乳化剂及其制备方法，由油酸、油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠复配成的乳化剂，制备方法简单，但高温下破乳电压低。cn105315973a公开了一种抗高温油基钻井液用改性脂肪酸类主乳化剂及制备方法，由二元酸酐、脂肪酸和环氧氯丙烷合成的改性脂肪酸类主乳化剂，具有较强的乳化能力，但180℃老化下破乳电压小于450v。

4、因此，研究和开发一种在200℃以上高温热滚后破乳电压高，稳定性好的油基钻井液具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的油基钻井液体系在200℃以上高温热滚后破乳电压低，稳定性差的缺陷问题，提供一种微交联乳化剂组合物和微交联乳化剂及其制备方法以及油基钻井液，该油基钻井液抗温高达200℃，以及在交联剂为过氧化二异丙苯(dcp)时，在200℃高温条件下老化16h后破乳电压能够稳定在450v以上。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种微交联乳化剂组合物，其中，所述组合物包括各自独立保存的脂肪酸、多胺和交联剂；且所述脂肪酸、所述多胺和所述交联剂的比按重量份计为(12-35)：(5-10)：(1-9)。

3、本发明第二方面提供一种采用前述所述的微交联乳化剂组合物制备得到的微交联乳化剂。

4、本发明第三方面提供了一种前述所述的微交联乳化剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

5、(1)在搅拌条件下，将脂肪酸和多胺接触进行酰胺反应，得到长链脂肪酸酰胺；

6、(2)将所述长链脂肪酸酰胺与交联剂接触进行交联反应，得到微交联乳化剂。

7、本发明第四方面提供了一种油基钻井液，其中，所述油基钻井液包含前述所述的微交联乳化剂。

8、通过上述技术方案，通过优选脂肪酸、多胺和交联剂制备微交联乳化剂，使得采用该微交联乳化剂的抗高温油基钻井液抗温高达200℃，以及在交联剂为过氧化二异丙苯(dcp)时，在200℃高温条件下老化16h后破乳电压能够稳定在450v以上。

技术特征：

1.一种微交联乳化剂组合物，其特征在于，所述组合物包括各自独立保存的脂肪酸、多胺和交联剂；且所述脂肪酸、所述多胺和所述交联剂的比按重量份计为(12-35)：(5-10)：(1-9)。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述脂肪酸、所述多胺和所述交联剂的比按重量份计为(12-35)：(5-10)：(1-8)。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述脂肪酸选自芥酸、棕榈酸和油酸中的一种或多种；

4.一种采用权利要求1-3中任意一项所述的微交联乳化剂组合物制备得到的微交联乳化剂。

5.一种权利要求4所述的微交联乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述搅拌的条件包括：在300-500r/min的条件下搅拌。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述酰胺反应的条件包括：在油浴中，在160-190℃温度下保温5-6h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述交联反应的条件包括：在120-150℃温度下恒温3-4h。

9.一种油基钻井液，其特征在于，所述油基钻井液包含权利要求4所述的微交联乳化剂。

10.根据权利要求9所述的油基钻井液，其中，所述油基钻井液还包含辅乳化剂、白油、氯化钙水溶液、氧化钙和有机土中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的油基钻井液，其中，相对于300ml的所述白油，所述微交联乳化剂的用量为10-14g，所述辅乳化剂的用量为6-10g，所述氯化钙水溶液的用量为100-150ml，所述氧化钙的用量为8-16g，所述有机土的用量为10-14g；

技术总结本发明属于油田化学钻井液技术领域，公开了一种微交联乳化剂组合物和微交联乳化剂及其制备方法以及油基钻井液。所述组合物包括各自独立保存的脂肪酸、多胺和交联剂；且所述脂肪酸、所述多胺和所述交联剂的比按重量份计为(12‑35)：(5‑10)：(1‑9)。该油基钻井液抗温达200℃，以及在交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)时，在200℃高温条件下老化16h后破乳电压能够稳定在450V以上。技术研发人员：叶清柠,聂育志,陈红壮,马鹏,董国峰,刘棣阳受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16