主乳化剂及其制备方法以及乳化剂组合物及其应用和油基钻井液的制作方法_3

文档序号:9681831阅读:来源:国知局
到的混合物的pH值调节至7,接着水浴 加热至75°C,并在500r/min的速度下搅拌反应10h,得到产物A。经红外检测,产物A中含 有酰胺基团以及不饱和双键。
[0055] (2)常温下将油酸与纳迪克酸酐按照3:1的重量比混合,并在250r/min的速度下 搅拌20min,然后采用油浴将得到的混合物加热至150°C,并在该温度下反应5小时,之后冷 却至室温,得到产物B。
[0056] (3)常温下将产物A与产物B按照4:1的重量比混合,并在300r/min下搅拌30分 钟,然后水浴加热至60°C搅拌反应4h,得到主乳化剂R1。
[0057] 实施例2
[0058] 该实施例用于说明本发明提供的主乳化剂的制备方法。
[0059] (1)常温下将反应物按摩尔比四乙烯五胺:亚油酸=1:1 (即以伯胺基团计的四乙 烯五胺的用量与以羧酸基团计的亚油酸的用量的摩尔比为2:1)混合,并在250r/min下搅 拌40min,然后将得到的混合物的pH值调节至9,接着采用油浴将该混合物加热至230°C,同 时采用分水计分水,并将温度维持在230°C下反应3小时,冷却至室温,得到中间产物"不完 全酰胺"。
[0060] 常温下将"不完全酰胺"与丙二酸混合(以伯胺基团计的四乙烯五胺的用量与以 羧酸基团计的丙二酸的用量的摩尔比为2:1),然后将得到的混合物的pH值调节至8,接着 水浴加热至90°C,并在400r/min的速度下搅拌反应6h,得到产物A。经红外检测,产物A中 含有酰胺基团以及不饱和双键。
[0061] (2)常温下将亚油酸与甲基纳迪克酸酐按照4:1的重量比混合,并在250r/min的 速度下搅拌40min,然后采用油浴将得到的混合物加热至180°C,并在该温度下反应3小时, 之后冷却至室温,得到产物B。
[0062] (3)常温下将产物A与产物B按照5:1的重量比混合,并在300r/min下搅拌30分 钟,然后水浴加热至80°C搅拌反应2h,得到主乳化剂R2。
[0063] 实施例3
[0064] 该实施例用于说明本发明提供的主乳化剂的制备方法。
[0065] (1)常温下将反应物按摩尔比乙二胺:棕榈酸=1:1(即以伯胺基团计的乙二胺的 用量与以羧酸基团计的棕榈酸的用量的摩尔比为2:1)混合,并在250r/min下搅拌20min, 然后将得到的混合物的pH值调节至8,接着采用油浴将该混合物加热至227°C,同时采用分 水计分水,并将温度维持在227°C下反应4小时,冷却至室温,得到中间产物"不完全酰胺"。 [0066] 常温下将"不完全酰胺"与马来酸酐混合(以伯胺基团计的乙二胺的用量与以酸 酐基团计的马来酸酐的用量的摩尔比为2:1),然后将得到的混合物的pH值调节至9,接着 水浴加热至80°C,并在500r/min的速度下搅拌反应8h,得到产物A。经红外检测,产物A中 含有酰胺基团以及不饱和双键。
[0067] (2)常温下将亚油酸与马来酸酐按照4:1的重量比混合,并在250r/min的速度下 搅拌20min,然后采用油浴将得到的混合物加热至170°C,并在该温度下反应4小时,之后冷 却至室温,得到产物B。
[0068] (3)常温下将产物A与产物B按照2. 5:1的重量比混合,并在300r/min下搅拌30 分钟,然后水浴加热至70°C搅拌反应3h,得到主乳化剂R3。
[0069] 测试例
[0070] 测试例用于说明主乳化剂性能的测试。
[0071] ⑴外观:
[0072] 在自然光条件下用肉眼观察各实施例制得的主乳化剂R1-R3的外观,所得结果如 表1所示。
[0073] ⑵密度:
[0074] 根据GB/T 16783. 1-2006《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井 液》中规定的方法并使用钻井液密度计(购自维库仪器仪表公司,型号为YM)测定主乳化剂 R1-R3的密度,所得结果如表1所示。
[0075] (3)乳化剂稳定性:
[0076] ①钻井液基浆的配置:
[0077] 分别按照以下组分配比三种油基钻井液基浆:
[0078] 基浆I -柴油基钻井液基浆:将柴油与浓度为30重量%的CaCl2水溶液按照 85:15的重量比混合均匀,然后加入用量为柴油和CaClyK溶液总用量的1重量%的有机土 (购自上海万照精细化工有限公司,牌号为HCC,下同)以及用量为柴油和CaClyK溶液总 用量的1重量%的CaO并混合均匀;
[0079] 基浆II -白油基钻井液基浆:将白油与浓度为30重量%的CaCl2水溶液按照 85:15的重量比混合均匀,然后加入用量为白油和CaClyK溶液总用量的1重量%的有机土 以及用量为白油和CaClyK溶液总用量的1重量%的CaO并混合均匀;
[0080] 基浆III -无土相油基钻井液:将白油与浓度为30重量%的CaCl2水溶液按照 85:15的重量比混合均勾,然后加入用量为白油和CaCljK溶液总用量的1重量%的提切剂 (中国石油大学(北京)生产,牌号为CFZTQ-1)以及用量为白油和CaClyK溶液总用量的 1重量%的CaO并混合均匀。
[0081] ②老化前后乳化率的测试:
[0082] 分别取300mL上述三种基浆置于500mL量筒中,然后分别加入用量为基浆总用量 的3体积%的主乳化剂R1-R3、主乳化剂R1与聚丙烯酰胺类助乳化剂(聚丙烯酰胺类助乳 化剂购自萍乡市博新实业有限公司,牌号为PAM-ASG-700,下同)按照重量比2:1的混合物、 市售的主乳化剂EZ-MUL (购自哈里伯顿公司,主要成分包括:改性脂肪酸、部分酰胺表面活 性剂,下同)和VER-MUL(购自麦克巴公司,主要成分包括:不饱和牛脂酰胺、不饱和脂肪酸, 下同),搅拌均匀后得到油包水乳化泥浆,然后将该油包水乳化泥浆静置16小时,分别测量 基浆上下层体积,并按照以下公式计算乳化率(R K):
[0083]
[0084] 其中:RK -乳化率;
[0085] K。一基浆静置16小时后的总体积;
[0086] Kf-基浆静置16小时后上层的体积。
[0087] 将上述油包水乳化泥浆在150°C下老化16小时,然后搅拌均匀并静置16小时,分 别测量基浆上下层体积,并按照以上公式计算经老化后的油包水乳化泥浆的乳化率(R K)。 所得结果如表2所示。
[0088] ③老化前后电稳定性的测试:
[0089] 分别取200mL上述三种基浆,然后分别加入用量为基浆总用量的3体积%的主乳 化剂R1-R3、主乳化剂R1与聚丙烯酰胺类助乳化剂按照重量比2:1的混合物、市售的主乳化 剂EZ-MUL和VER-MUL,接着用搅拌机在3000r/min条件下高速搅拌20min,得到油包水乳化 泥浆,然后往油包水乳化泥浆中通入电流,并用电稳定性测试仪(购自青岛胶南分析仪器 厂公司,型号为D90-300,下同)分别测定破乳电压。所述破乳电压是指油包水乳化泥浆开 始破坏时的电压。破乳电压能够反映油包水乳化泥浆的电稳定性,破乳电压大表示保持泥 浆乳化状态的范围大,有较好的稳定性;而破乳电压小则表示泥浆的稳定性较差。在测试过 程中,把电极插入被测的乳化泥浆里,选择可应用的分档电压倍加器,逐渐增加电极两端的 电压,直到电稳定性测试仪表现出乳化泥浆被破坏,记下开始破坏时电压读数,电压数值越 高,油包水乳化泥浆的稳定性越好。
[0090] 将上述油包水乳化泥浆在150°C下老化16小时,然后再往经老化后的油包水乳化 泥浆中通入电流,并用电稳定性测试仪分别测定破乳电压。所得结果如表2所示。
[0091] ④老化前后表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)、切力(YP)、初切/终切(G10710')的 测试,所得结果如表3所示:
[0092] ⑴表观粘度(AV)按下式计算得到:
[0093]
[0094] 其中,Φ6。。为采用六速旋转粘度计在转速为600r/min下所测读数;
[0095] (ii)PV为塑性粘度(plastic viscosity),按下式计算得到:
[0096] PV = Φ 600-Φ 3〇〇
[0097] 其中,Φ6。。为采用六速旋转粘度计在转速为600r/min下所测的读数,Φ 3。。为采用 六速旋转粘度计在转速为300r/min下所测的读数;
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