一种抗高温提切剂及其制备方法和油基钻井液与流程

本发明属于钻井液，特别涉及一种抗高温提切剂及其制备方法和油基钻井液。

背景技术：

1、油基钻井液是钻探复杂地层的利器，但随着深层油气资源的开发，其在深部高温环境下切力低，流变性变差，携岩性能不足等问题开始凸现，导致钻井液流动阻力增大，窄密度窗口区易引发井漏，不稳定地层易引发掉块、卡钻等，水平井段由于携岩和悬浮稳定性问题易形成岩屑床、重晶石沉降等，严重影响安全高效钻井。

2、这些由高温所引起的问题与油基钻井液提切剂抗温能力低密切相关，现有的油基提切剂多采用有机土和脂肪酸衍生物两大类，普遍难以在200℃以上的高温环境下发挥作用。如有机土在180℃以上时会发生变性而失去提切作用，加量过多还会导致体系过度稠化(塑性粘度过高)，影响机械钻速；脂肪酸衍生物类提切剂大多在180℃以上时会因发生热分解而失效，导致油基钻井液体系结构强度显著降低，引起重晶石等固相沉降，钻井液滤失量增加等问题。

3、对于深井钻探而言，井下温度可能达到220℃，井下环境条件苛刻，提切剂抗温性能不足所导致的钻井液流变性、携带性及悬浮性问题突出，为此，研制抗温性能良好的提切剂，增强分子稳定性，是保障深层油气钻探安全高速，满足复杂地质环境和现场生产的需要。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种抗高温提切剂及其制备方法和油基钻井液，以解决现有提切剂抗温性能不足所导致的钻井液流变性、携带性及悬浮性问题。本发明提供的抗高温提切剂具有优异的抗高温性能，可有效增强油基钻井液体系的空间网架结构强度，大幅提高钻井液的动切力、初终切力和低剪切速率下的黏度，同时兼具维持乳液稳定性的作用。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种抗高温提切剂，所述抗高温提切剂的组成原料包括多聚脂肪酸、环状二元酸、聚醚胺和苯二胺。

3、本发明的抗高温提切剂是由制备原料包括多聚脂肪酸单体、环状二元酸单体、聚醚胺单体和苯二胺单体经聚合反应得到。本发明的抗高温提切剂可吸附于油水界面膜处，通过氢键作用构建凝胶网架结构从而增强钻井液切力和低剪切速率下黏度。抗高温提切剂中的亲油嵌段为多聚脂肪酸中的长脂肪链段，亲水嵌段为聚醚胺中的聚醚链段，通过引入环状二元酸和苯二胺，进一步增加聚合物分子中环状结构占比，进而提高聚合物抗高温提切剂的抗高温性能。

4、进一步地，所述多聚脂肪酸选自二聚脂肪酸或三聚脂肪酸。

5、进一步地，所述环状二元酸选自1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸中的一种或多种。

6、进一步地，所述多聚脂肪酸、所述环状二元酸、所述聚醚胺与所述苯二胺的摩尔比为1:(0.1～0.5):(0.8～1.2):(0.1～0.5)。

7、在本发明的具体实施方式中，所述聚醚胺包括但不限于聚醚胺d400、聚醚胺d2000中的一种或多种。(d后面数字表示聚醚胺的数均分子量)。

8、本发明的一方面，还提供了一种抗高温提切剂的制备方法，所述制备方法包括：将多聚脂肪酸、环状二元酸、聚醚胺和苯二胺进行聚合反应，得到所述抗高温提切剂。

9、进一步地，所述抗高温提切剂的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤s1，将所述多聚脂肪酸、所述环状二元酸和催化剂混合，然后升温、搅拌反应；

11、步骤s2，向步骤s1中添加所述苯二胺和所述聚醚胺进行聚合反应，得到所述抗高温提切剂。

12、进一步地，在所述步骤s1中，所述升温的温度为150～180℃，所述搅拌反应的时间为2～3h。

13、进一步地，在所述步骤s2中，所述聚合反应的温度为160～190℃，时间为3～5h。

14、进一步地，所述催化剂占所述多聚脂肪酸和所述环状二元酸的总重量的比例为3～5‰。

15、进一步地，所述催化剂选自浓硫酸、亚硫酸或浓硝酸中的一种或多种。

16、本发明的另一方面，还提供了一种油基钻井液，包括前述的抗高温提切剂。

17、进一步地，所述油基钻井液包括前述的抗高温提切剂、基础油、乳化剂、有机土、氧化钙、加重剂和盐水。

18、进一步地，所述油基钻井液，以所述油基钻井液的总重量100wt％计，包括1～3wt％的抗高温提切剂、2～8wt％的乳化剂、1～5wt％的有机土、3～6wt％的氧化钙，5～15wt％的盐水，25～35wt％的基础油，余量为加重剂。

19、示例性地，基础油包括但不限于白油、柴油、合成基油(如1-十八烯)；乳化剂包括但不限于阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的抗高温提切剂相较于现有技术中的提切剂具有优异的抗高温性能，抗高温提切剂的抗温能力可达220℃；同时，本发明的抗高温提切剂可吸附于油水界面膜处，通过氢键作用构建凝胶网架结构，有效增强油基钻井液空间网架结构强度，改善油基钻井液在高温下的流变性，减小在窄密度窗口、薄弱地层等的循环压耗，避免引起井漏、卡钻等复杂问题；另外，还可提高钻井液切力，有效改善油基钻井液的携岩性、悬浮稳定性，具有维持油基钻井液的乳液稳定性作用。

技术特征：

1.一种抗高温提切剂，其特征在于，所述抗高温提切剂的制备原料包括多聚脂肪酸、环状二元酸、聚醚胺和苯二胺。

2.根据权利要求1所述的抗高温提切剂，其特征在于，所述多聚脂肪酸选自二聚脂肪酸或三聚脂肪酸。

3.根据权利要求2所述的抗高温提切剂，其特征在于，所述环状二元酸选自1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的抗高温提切剂，其特征在于，所述多聚脂肪酸、所述环状二元酸、所述聚醚胺与所述苯二胺的摩尔比为1:(0.1～0.5):(0.8～1.2):(0.1～0.5)。

5.一种抗高温提切剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将多聚脂肪酸、环状二元酸、聚醚胺和苯二胺进行聚合反应，得到所述抗高温提切剂。

6.根据权利要求5所述的抗高温提切剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的抗高温提切剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述升温的温度为150～180℃，所述搅拌反应的时间为2～3h。

8.根据权利要求6所述的抗高温提切剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述聚合反应的温度为160～190℃，时间为3～5h。

9.根据权利要求6所述的抗高温提切剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂占所述多聚脂肪酸和所述环状二元酸的总重量的比例为3～5‰；

10.一种油基钻井液，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的抗高温提切剂。

技术总结本发明公开了一种抗高温提切剂及其制备方法和油基钻井液，其涉及钻井液技术领域。本发明的抗高温提切剂是由多聚脂肪酸、环状二元酸、聚醚胺和苯二胺进行聚合反应制备得到，其制备方法包括以下步骤：步骤S1，将多聚脂肪酸、环状二元酸和催化剂混合，然后升温、搅拌反应；步骤S2，向步骤S1中添加苯二胺和聚醚胺进行聚合反应，得到抗高温提切剂。本发明提供的抗高温提切剂具有优异的抗高温性能，可有效增强油基钻井液体系的空间网架结构强度，大幅提高钻井液的动切力、初终切力和低剪切速率下的黏度，同时兼具维持乳液稳定性的作用。技术研发人员：房炎伟,吴义成,黄凯,余加水,张蔚,周双君,周莜宁受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26