一種白油基鉆井液用有機膨潤土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于石油、天然氣等行業(yè)制作鉆井液的白油基鉆井液用有機膨潤土及其制備方法。它提高了有機膨潤土的疏水親油性和耐高溫性、配伍性好、體系粘度高、動切力適中。其技術(shù)方案：所用原料及質(zhì)量百分比為，膨潤土60～80用鈉膨潤土；季銨鹽10～30用m-烷基三甲基鹵化銨；陰離子表面活性劑2～10用十二烷基硫酸鈉、或十二烷基磺酸鈉、或十二烷基苯磺酸鈉。其制備方法：將膨潤土過篩、加水配制膨潤土懸浮液；在膨潤土懸浮液中加入季銨鹽溶液一次改性；再往懸浮液中加入陰離子表面活性劑溶液二次改性；最后陳化、干燥、粉碎過篩制得本有機膨潤土。本產(chǎn)物生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、疏水親油性和耐高溫性均得到提高，用作鉆井液。
【專利說明】一種白油基鉆井液用有機膨潤土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于石油、天然氣等行業(yè)制作鉆井液的白油基鉆井液用有機膨潤土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，它是由兩片硅氧四面體晶片夾一片鋁氧八面體晶片組成的2:1型晶體結(jié)構(gòu)物質(zhì)。因此其具有特殊的膨潤性、吸附性以及較強的陽離子交換性。而有機膨潤土是膨潤土經(jīng)過離子交換或其它方式處理后的深加工產(chǎn)品，其具有較好的疏水親油性，因此廣泛地應(yīng)用于石油化工、油漆等工業(yè)領(lǐng)域。
[0003]中國專利CN1263132A公開了使用十二~十八烷基季銨鹽作為有機改性劑在擠壓機上通過擠出改性制備有機膨潤土，但改性后的產(chǎn)品疏水親油性較差。中國專利CN1250067A公開了一種通過二次改性制備有機膨潤土的方法，但是按照該方法改性的產(chǎn)品耐高溫性能不足。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:為了解決復(fù)雜的有機膨潤土制備工藝，產(chǎn)品成本高、疏水親油性差、耐高溫性差和體系粘度過高、動切力偏低等難題，特提供一種白油基鉆井液用有機膨潤土及其制備方法。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種白油基鉆井液用有機膨潤土，其特征是:制備該有機膨潤土所用原料及各組分的質(zhì)量百分比為，其質(zhì)量的單位為克或千克，膨潤土為60~80是用鈉膨潤土，將膨潤土過200目篩，使其粒徑< 75 μ m ;季銨鹽為10~30是用m-烷基三甲基鹵化銨，其碳鏈m-烷基的m碳原子為10~20，如十二烷基三甲基氯化銨、或十四烷基三甲基氯化銨、或十六烷基三甲基氯化銨、或十八烷基三甲基氯化銨的一種；陰離子表面活性劑為2~10是用十二烷基硫酸鈉、或十二烷基磺酸鈉、或十二烷基苯磺酸鈉中的一種。一種白油基鉆井液用有機膨潤土的制備方法，其特征是:先將過200目篩的鈉膨潤土 20~30g放入反應(yīng)器中，再加入600~800mL去離子水，在溫度為70~90°C的條件下用電動攪拌機攪拌I小時，使膨潤土分散于去離子水中形成懸浮液；然后稱取6~9g季銨鹽，加入20~40mL去離子水配制成季銨鹽溶液，將該季銨鹽溶液加入到上述膨潤土懸浮液中，在溫度為70~90°C水浴內(nèi)，在攪拌條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)I~3小時，得一次改性的懸浮液；再稱取1.2~1.8g陰離子表面活性劑，加入20~40mL去離子水配制成陰離子表面活性劑溶液，將該陰離子表面活性劑溶液加入到上述一次改性的懸浮液中，在溫度為70~90°C水浴內(nèi)反應(yīng)I~3小時，制得二次改性的懸浮液；最后將上面二次改性的懸浮液置于陰涼干燥處在常溫下陳化8~15小時，除去上層清液后將下層懸浮物進行抽吸過濾，再將所得濾餅進行烘干，使產(chǎn)品含水量為2.0~3.5%，然后用高速粉碎機將烘干的濾餅粉碎，過200目篩，制得本產(chǎn)物白油基鉆井液用有機膨潤土。制備該白油基鉆井液用有機膨潤土所用的鈉膨潤土是指皂土，為市售商品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是:(1)本產(chǎn)物生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，原料廉價易得，且經(jīng)過陳化后的改性液易分離；
(2)在季銨鹽一次改性的懸浮液中加入陰離子表面活性劑有利于改性劑在膨潤土層形成化學和物理吸附，提高了有機膨潤土的疏水親油性和耐高溫性，且與其它處理劑配伍性好；
(3)本有機膨潤土配制的白油基鉆井液體系粘度高，動切力適中；(4)本產(chǎn)物用于鉆井液濾失量低，濾餅薄且光滑致密利于井壁的穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0006]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明不局限于此。
[0007]實施例1:先將過200目篩的鈉膨潤土 30g放入反應(yīng)器中，再加入800mL去離子水，在溫度為80°C的條件下用電動攪拌機攪拌I小時，使膨潤土分散于去離子水中形成懸浮液；然后稱取9g十六烷基三甲基氯化銨，加入40mL去離子水配制成十六烷基三甲基氯化銨溶液，將該十六烷基三甲基氯化銨溶液加入到上述膨潤土懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)，在攪拌條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)3小時，得一次改性的懸浮液；再稱取1.Sg十二烷基磺酸鈉，加入40mL去離子水配制成十二烷基磺酸鈉溶液，將該十二烷基磺酸鈉溶液加入到上述一次改性的懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)反應(yīng)I小時，制得二次改性的懸浮液；最后將上面二次改性的懸浮液置于陰涼干燥處在常溫下陳化10小時，除去上層清液后將下層懸浮物進行抽吸過濾，再將所得濾餅進行烘干，然后用高速粉碎機將烘干的濾餅粉碎，過200目篩，得到實施例1的有機膨潤 土，常溫下測得體系性能參數(shù)見表1。
[0008]實施例2:先將過200目篩的鈉膨潤土 20g放入反應(yīng)器中，再加入600mL去離子水，在溫度為90°C的條件下用電動攪拌機攪拌I小時，使膨潤土分散于去離子水中形成懸浮液；然后稱取6g十四烷基三甲基氯化銨，加入20mL去離子水配制成十四烷基三甲基氯化銨溶液，將該十四烷基三甲基氯化銨溶液加入到上述膨潤土懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)，在攪拌條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)2小時，得一次改性的懸浮液；再稱取1.2g十二烷基硫酸鈉，加入40mL去離子水配制成十二烷基硫酸鈉溶液，將該十二烷基硫酸鈉溶液加入到上述一次改性的懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)反應(yīng)2小時，制得二次改性的懸浮液；最后將上面二次改性的懸浮液置于陰涼干燥處在常溫下陳化12小時，除去上層清液后將下層懸浮物進行抽吸過濾，再將所得濾餅進行烘干，然后用高速粉碎機將烘干的濾餅粉碎，過200目篩，得到實施例2的有機膨潤土，常溫下測得體系性能參數(shù)見表1。
[0009]實施例3:先將過200目篩的鈉膨潤土 25g放入反應(yīng)器中，再加入700mL去離子水，在溫度為70°C的條件下用電動攪拌機攪拌I小時，使膨潤土分散于去離子水中形成懸浮液；然后稱取7.5g十八烷基三甲基氯化銨，加入30mL去離子水配制成十八烷基三甲基氯化銨溶液，將該十八烷基三甲基氯化銨溶液加入到上述膨潤土懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)，在攪拌條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)I小時，得一次改性的懸浮液；再稱取1.5g十二烷基苯磺酸鈉，加入40mL去離子水配制成十二烷基苯磺酸鈉溶液，將該十二烷基苯磺酸鈉溶液加入到上述一次改性的懸浮液中，在溫度為80°C水浴內(nèi)反應(yīng)3小時，制得二次改性的懸浮液；最后將上面二次改性的懸浮液置于陰涼干燥處在常溫下陳化8小時，除去上層清液后將下層懸浮物進行抽吸過濾，再將所得濾餅進行烘干，然后用高速粉碎機將烘干的濾餅粉碎，過200目篩，得到實施例3的有機膨潤土，常溫下測得體系性能參數(shù)見表1。
[0010]表1有機膨潤土在白油基鉆井液體系中的性能參數(shù)(150°C X16h，常溫下測性能)
【權(quán)利要求】
1.一種白油基鉆井液用有機膨潤土，其特征是:制備該白油基鉆井液用有機膨潤土所用原料及各組分的質(zhì)量百分比為，其質(zhì)量的單位為克或千克: 膨潤土 60~80，所用膨潤土為鈉膨潤土，將膨潤土過200目篩，使其粒徑< 75 μ m ; 季銨鹽10~30，季銨鹽是用m-烷基三甲基鹵化銨，其碳鏈m-烷基的m碳原子為10~20，如用十二烷基三甲基氯化銨、或十四烷基三甲基氯化銨、或十六烷基三甲基氯化銨、或十八烷基三甲基氯化銨的一種； 陰離子表面活性劑2~10，陰離子表面活性劑是用十二烷基硫酸鈉、或十二烷基磺酸鈉、或十二烷基苯磺酸鈉中的一種。
2.一種如權(quán)利要求1所述白油基鉆井液用有機膨潤土的制備方法，其特征是:先將過200目篩的鈉膨潤土 20~30g放入反應(yīng)器中，再加入600~800mL去離子水，在溫度為70~90°C的條件下用電動攪拌機攪拌I小時，使膨潤土分散于去離子水中形成懸浮液；然后稱取6~9g季銨鹽，加入20~40mL去離子水配制成季銨鹽溶液，將該季銨鹽溶液加入到上述膨潤土懸浮液中，在溫度為70~90°C水浴內(nèi)，在攪拌條件下發(fā)生離子交換反應(yīng)I~3小時，得一次改性的懸浮液；再稱取1.2~1.8g陰離子表面活性劑，加入20~40mL去離子水配制成陰離子表面活性劑溶液，將該陰離子表面活性劑溶液加入到上述一次改性的懸浮液中，在溫度為70~90°C水浴內(nèi)反應(yīng)I~3小時，制得二次改性的懸浮液；最后將上面二次改性的懸浮液置于陰涼干燥處在常溫下陳化8~15小時，除去上層清液后將下層懸浮物進行抽吸過濾，再將所得濾餅進行烘干，使產(chǎn)品含水量為2.0~3.5%，然后用高速粉碎機將烘干的濾餅粉碎，過200目篩，制得本產(chǎn)物白油基鉆井液用有機膨潤土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述有機膨潤土，其特征是:制備該白油基鉆井液用有機膨潤土所用的鈉膨潤土是指皂土，為市售商品。
【文檔編號】C09K8/32GK104031623SQ201410277504
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】張瑞, 周金位, 楊磊, 涂銳, 陳大鈞 申請人:西南石油大學