CN110591666A - 一种稀释剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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钱帆
李万强
罗宇峰
王姝蕾
吴义
张斌
陈智
万伟
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Abstract

本发明公开了一种稀释剂及其制备方法和应用。该稀释剂，包括以下重量份的组分：葡聚糖60～80份、环己胺30～50份、催化剂1～5份、二氯亚砜1～5份、十二烷基苯磺酸10～20份，以及氧化剂5～10份；其制备方法为：(1)按配方将葡聚糖与氧化剂混合，调节体系pH值为9～11，于室温搅拌反应5～8h；(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合，搅拌反应1～2h，然后加入催化剂和环己胺，升温至80～100℃继续反应2～3h后，保温0.5～1h；(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于130～150℃搅拌反应1～2h即可。本发明制备得到的稀释剂耐温性能好，能够有效的降低钻井液的粘度。

Description

一种稀释剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种稀释剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着石油工业的发展，钻井越来越深，井底温度越来越高，因此所钻地层压力也越来越大，这时就需要使用性能更加优异的钻井液。而钻井液是钻井工程中非常重要的流体，其性能的优劣直接关系到钻井质量的好坏，更对一个油田的采油效率高低起到至关重要的作用。随着深井钻井技术的飞速发展，深井、超深井钻井液面临的技术难题越来越突出。
钻井液在井深加深，温度升高，压力增大的情况下，易出现稠化问题，通常需要加入稀释剂来进行调节，但现有的稀释剂往往存在效果不佳、耐温性差等问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种稀释剂及其制备方法和应用，可有效解决现有稀释剂对水基钻井液的稀释效果不佳，耐温性差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种稀释剂，包括以下重量份的组分：
葡聚糖60～80份、环己胺30～50份、催化剂1～5份、二氯亚砜1～5份、十二烷基苯磺酸10～20份，以及氧化剂5～10份。
进一步地，包括以下重量份的组分：
葡聚糖80份、环己胺30份、催化剂3份、二氯亚砜5份、十二烷基苯磺酸16份，以及氧化剂5份
进一步地，催化剂为碱液。
进一步地，氧化剂包括按以下重量份混合的组分：次氯酸钠5～10份、溴化钠1～5份，以及四甲基哌啶氮氧化物5～10份。
进一步地，氧化剂包括按以下重量份混合的组分：次氯酸钠8份、溴化钠3份，以及四甲基哌啶氮氧化物5份。
上述稀释剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方将葡聚糖与氧化剂混合，调节体系pH值为9～11，于室温搅拌反应5～8h；
(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合，搅拌反应1～2h，然后加入催化剂和环己胺，升温至80～100℃继续反应2～3h后，保温0.5～1h；
(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于130～150℃搅拌反应1～2h即可。
进一步地，步骤(2)中反应温度为85℃，反应时间为2h。
上述稀释剂在制备水基钻井液中的应用。
本发明的有益效果为：
1、通过次氯酸钠、溴化钠和四甲基哌啶氮氧化物与葡聚糖反应，能将葡聚糖中的部分羟基氧化为羧基，提升葡聚糖整体中的羧基含量，而羧基具有负电性和水化作用，使粘土颗粒表面负电性增强，水化层作用增强，可有效的拆散或削弱其网状结构，使得钻井液的粘度和切力降低；同时，葡聚糖中的酚羟基能够与粘土颗粒表面断键处的铝离子发生吸附，进一步的提升其对钻井液的稀释效果。
2、在葡聚糖中的部分羟基转变为羧基后，在碱性催化剂的作用下，与二氯亚砜和环己胺反应，使得羧基能够与环己胺酰胺化，产生酰胺基团，能够有效的提升制备得到的稀释剂的耐温性能；同时，环己胺为呈碱性的伯胺，能够为反应提供一定的碱性条件，进一步的保证了反应的顺利进行。
3、葡聚糖需要保证具有一定量的羧基才能保证其对钻井液的稀释性能，通过加入十二烷基苯磺酸，能够限制后续酰胺化反应过程中的胺值，即限制了酰胺化的程度，从而保证葡聚糖中具有足够的羧基基团。
4、本申请制备得到的稀释剂中能够含有大量的羟基和羧基，而羟基和羧基均是亲水性基团，使得制备得到的稀释剂同样具备亲水性，能够很好的与水基钻井液进行配伍。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
一种用于水基钻井液的稀释剂，包括以下重量份的组分：
葡聚糖80份、环己胺30份、氢氧化钠2份、二氯亚砜5份、十二烷基苯磺酸16份、次氯酸钠8份、溴化钠3份，以及四甲基哌啶氮氧化物5份。
该稀释剂的制备方法为：
(1)按配方将葡聚糖与次氯酸钠、溴化钠，以及四甲基哌啶氮氧化物混合溶解，调节体系pH值为10，于室温搅拌反应5h；
(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合，搅拌反应1h，然后加入氢氧化钠和环己胺，升温至85℃继续反应2h后，保温1h；
(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于130℃搅拌反应1h即可。
实施例2
一种用于水基钻井液的稀释剂，包括以下重量份的组分：
葡聚糖60份、环己胺50份、氢氧化钾钠1份、二氯亚砜5份、十二烷基苯磺酸10份、次氯酸钠5份、溴化钠5份，以及四甲基哌啶氮氧化物10份。
该稀释剂的制备方法为：
(1)按配方将葡聚糖与次氯酸钠、溴化钠，以及四甲基哌啶氮氧化物混合溶解，调节体系pH值为11，于室温搅拌反应5h；
(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合，搅拌反应2h，然后加入氢氧化钾和环己胺，升温至80℃继续反应2h后，保温0.5h；
(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于150℃搅拌反应2h即可。
实施例3
一种用于水基钻井液的稀释剂，包括以下重量份的组分：
葡聚糖70份、环己胺40份、氢氧化钠5份、二氯亚砜1份、十二烷基苯磺酸20份、次氯酸钠10份、溴化钠2份，以及四甲基哌啶氮氧化物5份。
该稀释剂的制备方法为：
(1)按配方将葡聚糖与次氯酸钠、溴化钠，以及四甲基哌啶氮氧化物混合溶解，调节体系pH值为9，于室温搅拌反应8h；
(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合，搅拌反应2h，然后加入氢氧化钠和环己胺，升温至100℃继续反应3h后，保温0.5h；
(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于140℃搅拌反应1h即可。
检测
1、测试对象：
对照组：柴油255mL+20％氯化钙溶液45mL+6g有机土+12g氧化沥青+15g氧化钙，最后加入重晶石调节密度到2.2g/cm3，得到钻井液；
实验组1～3：向上述对照组的钻井液中分别添加由本发明实施例1～3制备得到的稀释剂，所述稀释剂有效含量为所述钻井液体积的2％。
2、测试方法：
将上述测试对象的对照组和实验组1～3高速搅拌20分钟后，50℃下测其流变性能(表观黏度、塑性黏度及动切力)及破乳电压。未加稀释剂的样品的600r/min的读数记作为加入稀释剂的样品的600r/min的读数记作。
然后将测试对象装入老化罐中在180℃下热滚16小时，冷却至室温，再根据国标GB/T16783.1-2006中规定的方法测定流变性能和破乳电压。测试结果见表1。
表1检测性能
由表1数据可知，添加有本发明制备得到的稀释剂的钻井液的表观粘度、塑性粘度及动切力明显优于不使用稀释剂的样品，尤其以添加有实施例1制备得到的稀释剂的样品性能最佳。

Claims (8)

1.一种稀释剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
葡聚糖60～80份、环己胺30～50份、催化剂1～5份、二氯亚砜1～5份、十二烷基苯磺酸10～20份，以及氧化剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的稀释剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：
葡聚糖80份、环己胺30份、催化剂3份、二氯亚砜5份、十二烷基苯磺酸16份，以及氧化剂5份。
3.根据权利要求1或2所述的稀释剂，其特征在于，所述催化剂为碱液。
4.根据权利要求1或2所述的稀释剂，其特征在于，所述氧化剂包括按以下重量份混合的组分：次氯酸钠5～10份、溴化钠1～5份，以及四甲基哌啶氮氧化物5～10份。
5.根据权利要求4所述的稀释剂，其特征在于，所述氧化剂包括按以下重量份混合的组分：次氯酸钠8份、溴化钠3份，以及四甲基哌啶氮氧化物5份。
6.权利要求1～5任一项所述的稀释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配方将葡聚糖与氧化剂混合，调节体系pH值为9～11，于室温搅拌反应5～8h；
(2)将步骤(1)所得产物与二氯亚砜混合溶解，搅拌反应1～2h，然后加入催化剂和环己胺，升温至80～100℃继续反应2～3h后，保温0.5～1h；
(3)将步骤(2)所得产物与十二烷基苯磺酸混合，于130～150℃搅拌反应1～2h即可。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述反应温度为85℃，反应时间为2h。
8.权利要求1～7任一项所述的稀释剂在制备水基钻井液中的应用。
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