CN1305965C - 阳离子沥青防塌剂乳胶及其生产方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种阳离子沥青防塌剂乳胶，其按重量百分比组成为40%至56%的沥青，0至10%的软化点调节剂，0.7%至3.0%的乳化分散剂，0至16%的降滤失剂，其余为水。本发明阳离子沥青防塌剂乳胶具有沥青含量高(大于40%)、带正电水溶性好(好比墨水加入水中效果一样，均匀、无沉淀)、防塌降滤失效果好、成本低的特点，利用本发明，既解决了沥青难溶于水基钻井液体系的问题，又利用沥青自身的粘附、防漏、防塌等特点，来解决钻井工业中井壁剥失、散塌、垮塌等现象，其水溶性好，沥青含量高，封堵降滤失效果好，且具有一定的软化点，是目前水溶性较好的沥青类防塌降滤失剂，具有广阔的应用前景。本发明的生产方法和使用方法便于操作，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及油田钻井液生产中使用的水溶性沥青类防塌降滤失剂，是一种阳离子沥青防塌剂乳胶及其生产方法和使用方法。
背景技术
在油田钻井液生产中，所使用的沥青类防塌降滤失剂目前有磺化沥青、天然沥青，应用效果较好，但唯独水溶性较差，软化点较高，在现场使用时不好将沥青直接加入水基钻井液中，而石油钻井工程使用的钻井液体系中90％为水基钻井液体系，且随着钻井工程的复杂难度日益增大及环保要求的逐渐提高，对水溶性防塌降滤失剂需求愈加强烈，而传统的磺化沥青、天然沥青，其水溶性都较差(对比见表1)，磺化沥青含量大于等于25％，有65％溶于水，单价6500元/吨，而天然沥青虽然沥青含量高，但几乎不溶于水，且软化点在80℃以上，仅使用在3500米以上的地层，使用范围较窄。
发明内容
本发明提供了一种阳离子沥青防塌剂乳胶及其生产方法和使用方，其水溶性好，沥青含量高，封堵降滤失效果好，且具有一定的软化点，既解决了沥青难溶于水基钻井液体系的问题，又解决了钻井工业中井壁剥失、散塌、垮塌等现象。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种阳离子沥青防塌剂乳胶，其按重量百分比组成为40％至56％的沥青，0至10％的软化点调节剂，0.7％至3.0％的乳化分散剂，0％至16％的降滤失剂，其余为水；其中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述乳化分散剂为氯化三甲基十八烷基胺、二甲基双十二烷基氯化铵、氯化双十八烷基二甲基铵、氯化二甲基双十六—十八烷基铵、双十六烷基二甲基烷基氯化铵中的—种或一种以上，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述阳离子沥青防塌剂乳胶生产方法，其按下述步骤进行：首先将所需量的沥青及水分别进行加热，沥青升温120-150℃，水升温60-90℃，当水温60-90℃时，将所需要量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂，按顺续每5-10分钟内加入一种，且搅拌均匀，待水温恒温在70-80℃、沥青温度恒温在120-150℃时，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种上述阳离子沥青防塌剂乳胶生产方法，其按下述步骤进行：首先将所需量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂溶解在所需量的热水中，水温要保持恒温在70-80℃，同时将沥青加热保持恒温120-150℃，其次进行过滤，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种上述阳离子沥青防塌剂乳胶的使用方法，其按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克水基泥浆中加入上述阳离子沥青防塌剂乳胶20-50千克。
本发明阳离子沥青防塌剂乳胶具有沥青含量高(大于40％)、带正电水溶性好(好比墨水加入水中效果一样，均匀、无沉淀)、防塌降滤失效果好、成本低的特点，利用本发明，既解决了沥青难溶于水基钻井液体系的问题，又利用沥青自身的粘附、防漏、防塌等特点，来解决钻井工业中井壁剥失、散塌、垮塌等现象，其水溶性好，沥青含量高，封堵降滤失效果好，且具有一定的软化点，是目前水溶性较好的沥青类防塌降滤失剂，具有广阔的应用前景。本发明的生产方法和使用方法便于操作，易于实施。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为56％沥青，2％软化点调节剂，1.0％乳化分散剂，2％降滤失剂，其余为水；对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 100 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.380 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 25 |
| 沥青含量，％ | 55 |
实施例2，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为52％沥青，4％软化点调节剂，0.8％乳化分散剂，4％降滤失剂，其余为水；对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 81 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.420 |
| 胶体稳定性，％ | 98 |
| 电动电位，mv | 26 |
| 沥青含量，％ | 51 |
实施例3，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为50％沥青，9％软化点调节剂，0.7％乳化分散剂，其余为水：对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 72 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.45 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 29 |
| 沥青含量，％ | 49 |
实施例4，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为48％沥青，8％软化点调节剂，1.2％乳化分散剂，7％降滤失剂，其余为水；对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 63 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.50 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 27 |
| 沥青含量，％ | 47 |
实施例5，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为46％沥青，6％软化点调节剂，1.5％乳化分散剂，10％降滤失剂，其余为水；对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 52 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.39 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 26 |
| 沥青含量，％ | 45 |
实施例6，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为45％沥青，2.0％乳化分散剂，12％降滤失剂，其余为水：对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 50 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.30 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 28 |
| 沥青含量，％ | 44 |
实施例7，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为42％沥青，2.5％乳化分散剂，14％降滤失剂，其余为水：对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 45 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.33 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位。mv | 24 |
| 沥青含量，％ | 41 |
实施例8，该阳离子沥青防塌剂乳胶按重量百分比组成为40％沥青，10％软化点调节剂，3.0％乳化分散剂，16％降滤失剂，其余为水；对该阳离子沥青防塌剂乳胶检测得到如下表的结果：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 40 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | 0.340 |
| 胶体稳定性，％ | 99 |
| 电动电位，mv | 23 |
| 沥青含量，％ | 40 |
在上述实施例1至实施例8中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述乳化分散剂为氯化三甲基十八烷基胺、二甲基双十二烷基氯化铵、氯化双十八烷基二甲基铵、氯化二甲基双十六—十八烷基铵、双十六烷基二甲基烷基氯化铵中的一种或一种以上，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
上述实施例1至实施例8中的阳离子沥青防塌剂乳胶可分别选用以下二种生产方法得到：
其生产方法之一是：首先将所需量的沥青及水分别进行加热，沥青升温120-150℃，水升温60-90℃，当水温60-90℃时，将所需要量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂，按顺续每5-10分钟内加入一种，且搅拌均匀，待水温恒温在70-80℃、沥青温度恒温在120-150℃时，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
其生产方法之二是：首先将所需量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂溶解在所需量的热水中，水温要保持恒温在70-80℃，同时将沥青加热保持恒温120-150℃，其次进行过滤，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
上述实施例1至实施例8所得到的本发明阳离子沥青防塌剂乳胶的使用方法是：在钻井过程中，按每1000千克水基泥浆中加入上述阳离子沥青防塌剂乳胶20千克或30千克或40千克或50千克。
通过上述实施例得出本发明阳离子沥青防塌剂乳的主要技术指标如下表：
| 项目 | 指标 |
| 沥青软化点℃ | 40-100 |
| 外观 | 棕黑色胶状物 |
| 水分散性 | 均匀分散，无漂浮固状物 |
| 相对抑制性 | ≤1.0 |
| 胶体稳定性，％ | ≥95 |
| 电动电位，mv | ＞20 |
| 沥青含量，％ | ≥40 |
通过上述的检测结果可知本发明阳离子沥青防塌剂乳中，沥青含量大于40％，带正电水溶性好(好比墨水加入水中效果一样，均匀、无沉淀)，防塌降滤失效果好，是一种见效速度快的防塌降失水剂，具有广阔的应用前景。
本发明阳离子沥青防塌剂乳与同类其它产品如磺化沥青干粉的对照检测结果如下表：
| 主要技术指标对比 | 磺化沥青干粉 | 本发明 |
| 状态 | 干粉 | 胶体 |
| 沥青含量，％ | ≥25 | ≥40 |
| 水溶性，％ | ≥65 | 100 |
| 正电性，mv | 无 | ＞20 |
| 沥青软化点，℃ | 无 | 40℃、60℃……100℃ |
| 价格 | 6400元/吨 | 5700元/吨 |
| 防塌速度及效果 | 干粉有升温溶解过程，且软化点值不明确，致使防塌效果缓慢 | 胶体短频快的象浆糊一样作用于井壁，且软化点与井温相对应，防塌效果好 |
由上表对比得知本发明阳离子沥青防塌剂乳胶具有以下特点：
1、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶的沥青含量大约是磺化沥青干粉1.6倍；
2、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶的水溶性是100％，而磺化沥青干粉是65％的水溶；
3、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶的电动电位为大于20mv，显正电；而磺化沥青干粉则为零。
4、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶具有一定的软化点，此系列产品分40℃、60℃…100℃软化点的产品，而磺化沥青干粉则无。
5、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶的价格为5700元/吨，而磺化沥青干粉则为6500元/吨。
6、本发明阳离子沥青防塌剂乳胶处理事故比磺化沥青千粉见效速度快。
上述实施例中的阳离子沥青防塌剂乳胶和目前钻井液使用的沥青类防塌降滤失剂的检测方法都采用国标或国家行业标准进行的，具体如下：GB/r 4507-84沥青软化点测试方法(环球法)、GB6678-2003化工产品采样总则、GB/T260石油产品水分测定法、SY/T5490-90钻井液试验用钠膨润土、SY/T5664-94钻井液用页岩抑制剂磺化沥青FT1、SY/T5621-93钻井液测试程序、SY/T5559钻井液用处理剂通用试验方法。
Claims (5)
1.一种阳离子沥青防塌剂乳胶，其特征在于按重量百分比组成为40％至56％的沥青，0至10％的软化点调节剂，0.7％至3.0％的乳化分散剂，0至16％的降滤失剂，其余为水；其中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述乳化分散剂为氯化三甲基十八烷基胺、二甲基双十二烷基氯化铵、氯化双十八烷基二甲基铵、氯化二甲基双十六-十八烷基铵、双十六烷基二甲基烷基氯化铵中的一种或一种以上，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
2.一种根据权利要求1所述阳离子沥青防塌剂乳胶的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：首先将所需量的沥青及水分别进行加热，沥青升温120-150℃，水升温60-90℃，当水温60-90℃时，将所需要量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂，按顺序每5-10分钟内加入一种，且搅拌均匀，待水温恒温在70-80℃、沥青温度恒温在120-150℃时，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
3.一种根据权利要求1所述阳离子沥青防塌剂乳胶的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：首先将所需量的软化点调节剂、乳化分散剂及降滤失剂溶解在所需量的热水中，水温要保持恒温在70-80℃，同时将沥青加热保持恒温120-150℃，其次进行过滤，进行充分乳化，得到阳离子沥青防塌剂乳胶。
4.一种根据权利要求1所述的阳离子沥青防塌剂乳胶的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克水基泥浆中加入上述阳离子沥青防塌剂乳胶20-50千克。
5.一种根据权利要求2或3所述的生产方法得到的阳离子沥青防塌剂乳胶的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克水基泥浆中加入上述阳离子沥青防塌剂乳胶20-50千克。
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| CNB2005102004506A CN1305965C (zh) | 2005-08-05 | 2005-08-05 | 阳离子沥青防塌剂乳胶及其生产方法和使用方法 |
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