本發(fā)明是關(guān)于一種用于油基鉆井液降粘劑及應(yīng)用其的降粘方法，屬于石油勘探鉆井液的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，油基鉆井液在石油勘探鉆井中得到了廣泛的應(yīng)用。油基鉆井液主要用在頁巖氣和頁巖油井藏以及復(fù)雜的高溫深井。為了降低成本和增進(jìn)性能，油包水的油基鉆井液越用越多。

油基泥漿的粘度因?yàn)楦吖滔嗟脑蛟诜档降乇硪院蟊葎側(cè)刖畷r(shí)變高。巖屑會(huì)被泥漿帶到地表。如果泥漿太粘，泵送會(huì)很困難。鉆井過程中，巖屑到達(dá)地表以后會(huì)與鉆井液分離，鉆井液被循環(huán)使用。沉砂池會(huì)用來分離泥漿中的巖屑。如果固相顆粒太小(如小于0.1nm)，它仍然會(huì)懸浮在泥漿中。固相顆?？梢詫?dǎo)致泥漿的粘度和切力的增加。

配制高性能高密度的油包水的油基鉆井液，降粘劑是調(diào)節(jié)流變性能一關(guān)鍵添加劑。國(guó)內(nèi)有關(guān)油基鉆井液用的降粘劑研究報(bào)道很少，相關(guān)文獻(xiàn)專利幾乎沒有。國(guó)外有少量的關(guān)于油基鉆井液降粘劑的研究和應(yīng)用，如哈里伯頓的用于低溫的油基鉆井液降粘劑專利。但國(guó)外市場(chǎng)上的降粘劑的抗溫能力并不十分理想。

因此，提供一種能降低泥漿到達(dá)地表以后的粘度的油基泥漿降粘劑是非常有利的，可以加強(qiáng)泥漿的再利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能降低油基鉆井液粘度的高性能降粘劑，為配套形成高溫高密度的油基鉆井液提供一種關(guān)鍵的處理劑。該油基泥漿降粘劑具有很好的潤(rùn)濕和降粘性能，可以有效的降低油基泥漿的粘度，使油基泥漿反復(fù)使用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種油基泥漿的降粘方法，該油基泥漿的降粘方法包括以下步驟：

步驟a：向油基泥漿中加入油基泥漿降粘劑；

步驟b：將混有油基泥漿降粘劑的油基泥漿注入到井筒中；

步驟c：當(dāng)油基泥漿返到地表以后，回收油基泥漿；

重復(fù)進(jìn)行步驟a至步驟c，確保油基泥漿的粘度達(dá)到需要的粘度；

其中，油基泥漿降粘劑的組成包括：聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物通過稀釋劑稀釋；

稀釋劑選自油醇、脂肪酸、縮聚脂肪酸中的一種或多種。

在本發(fā)明提供的油基泥漿的降粘方法中，優(yōu)選地，采用的聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物是聚脂肪酰胺與馬來酸在80℃-150℃反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物。

在本發(fā)明提供的油基泥漿的降粘方法中，優(yōu)選地，采用的稀釋劑的添加量為聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物的質(zhì)量的40％-100％。

在本發(fā)明提供的油基泥漿的降粘方法中，優(yōu)選地，采用的聚脂肪酰胺是由脂肪酸或油與聚胺在100℃-200℃反應(yīng)制備得到的。

本發(fā)明還提供了一種油基泥漿降粘劑，該油基泥漿降粘劑的組成包括：聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物通過稀釋劑稀釋；

稀釋劑的添加量為聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物的質(zhì)量的為40％-100％；

稀釋劑選自油醇、脂肪酸、縮聚脂肪酸中的一種或多種。

在本發(fā)明的油基泥漿降粘劑中，優(yōu)選地，采用的聚脂肪酰胺與馬來酸反應(yīng)的產(chǎn)物是聚脂肪酰胺與馬來酸在80℃-150℃反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物。

在本發(fā)明的油基泥漿降粘劑中，優(yōu)選地，采用的聚脂肪酰胺是由脂肪酸或油與聚胺在100℃-200℃反應(yīng)制備得到的。

在本發(fā)明的油基泥漿降粘劑中，該油基泥漿降粘劑的使用溫度為150℃-320℃，優(yōu)選地使用溫度為200℃-270℃；更優(yōu)選地使用溫度為220-250℃220℃-250℃。

本發(fā)明又提供了一種油包水的油基鉆井液，該油包水的油基鉆井液包括上述的油基泥漿降粘劑，油基泥漿降粘劑的用量為0.03％-1.6％。即每100重量份的油基鉆井液中添加0.03重量份-1.6重量份的油基泥漿降粘劑。

在本發(fā)明提供的油包水的油基鉆井液中，優(yōu)選地，以該油包水的油基鉆井液的總質(zhì)量為100％計(jì)，該油包水的油基鉆井液的原料組成包括：50％-100％的基油，1％-5％的增稠劑，0％-5％的石灰，0％-30％的鹽水，2％-70％的加重劑，5％-10％的降濾失劑，0.3％-10％的乳化劑。其中，該油包水的油基鉆井液的各原料組成(包括有機(jī)泥漿降粘劑)的總質(zhì)量百分比之和為100％。

在本發(fā)明的油包水的油基鉆井液中，對(duì)采用的基油、增稠劑、石灰、鹽水、加重劑、降濾失劑和乳化劑沒有特別的要求，采用本領(lǐng)域常規(guī)試劑即可；優(yōu)選地，采用的基油選自柴油、氣制油、礦物油中的一種或多種；

采用的增稠劑選自機(jī)粘土、有機(jī)褐煤等；

采用的鹽水為質(zhì)量濃度為10％-25％的氯化鈣溶液；

采用的加重劑為重晶石；

采用的降濾失劑為氧化瀝青、有機(jī)褐煤和聚合高分子；

采用的乳化劑的原料組成為：10％-50％的c4-c20的醇(如油醇，丁醇)，10％-40％的1，3-二羥基-異丙基(e)-12-羥基十八烷-9-烯酸酯，5％-20％的(9e,9'e)-n,n'-(脲二基雙(乙基-2,1-二基))雙(12-羥基十八烷-9-烯酰胺)，10％-20％的(e)-12-羥基-n,n-雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯?；?乙基)十八烷-9-烯酰胺，5％-10％的(z)-4-(雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯?；?乙基)氨基)-4-氧丁-2-烯酸，5％-10％的1,3-二羥基異丙-2-基(z)-4-(雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯?；?乙基)氨基)-4-氧丁-2-烯酸脂，5％-20％的n1,n1,n4,n4-四(2-((e)-12-羥基十八烷-9-稀酰胺基)乙基)馬來酸酰胺，乳化劑的各原料組成的質(zhì)量百分比之和為100％。

本發(fā)明提供的油基泥漿的降粘方法，具體包括以下步驟：

步驟a：向油基泥漿中加入油基泥漿降粘劑；

步驟b：將混有油基泥漿降粘劑的油基泥漿注入到井筒中；

步驟c：當(dāng)油基泥漿返到地表以后，回收油基泥漿；

重復(fù)進(jìn)行步驟a至步驟c，直到油基泥漿的粘度達(dá)到需要的粘度；

其中，油基泥漿降粘劑的組成包括：聚脂肪酰胺與馬來酸80℃-150℃反應(yīng)的產(chǎn)物，產(chǎn)物通過稀釋劑稀釋；

稀釋劑選自油醇、脂肪酸、縮聚脂肪酸中的一種或多種；稀釋劑的用量是40％到100％；聚脂肪酰胺是在100℃-200℃下脂肪酸或油與聚胺的反應(yīng)制備的產(chǎn)物。

在本發(fā)明的油基泥漿的降粘方法中，井筒溫度為150℃-320℃；優(yōu)選為200℃-270℃；更優(yōu)選為220-250℃。

在本發(fā)明的油基泥漿的降粘方法中，油基泥漿的比重為2.8。

本發(fā)明的油基泥漿降粘劑加入后油基泥漿的屈服值可以降低75％。

本發(fā)明的油基泥漿降粘劑具有很好的潤(rùn)濕和降粘性能，可以有效的降低油基泥漿粘度，可以使油基泥漿反復(fù)使用，提高油基鉆井液的循環(huán)使用次數(shù)。

本發(fā)明的油基泥漿降粘劑的成本低廉，廢液排出少。

附圖說明

圖1為加入各種降粘劑前后的屈服值對(duì)比曲線。

圖2為加入不同濃度的cz8-50a前后的屈服值對(duì)比曲線。

圖3為加入不同數(shù)量降粘劑的塑性粘度，低剪切屈服值，10秒和10分鐘的終切力。

圖4為加入不同數(shù)量的降粘劑的塑性粘度，低剪切屈服值，10秒和10分鐘的終切力。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。

本發(fā)明中涉及的專業(yè)術(shù)語從韋氏詞典第三版中可以查到。

粘度表示液體流動(dòng)需要克服的阻力。粘度定量的表示內(nèi)摩擦力的大小，通過測(cè)量單位面積上平行層流體以單位速度從一端到另一端克服的阻力。

稀釋劑指的是解絮凝劑，是一種降粘和防止絮凝的助劑。絮凝是指小微粒聚集的過程。

分散劑是幫助破碎的固體或液體以微?；蛭⒌涡问椒稚⒌搅硗獾慕橘|(zhì)中的化學(xué)物質(zhì)。

本發(fā)明的油基泥漿降粘劑cz11-35a能解決高密度的油基泥漿因高固相而引起高粘度問題。將cz11-35a加入到含有大量加重劑和巖屑的鉆井液中，cz11-35a能有效地降低鉆井液的粘度。cz11-35a的加入濃度可為0.01wt％-5wt％，也可為0.03wt％-1.6wt％(0.25-12ppb)，都能有效降低高密度泥漿的粘度。

上述cz11-35a是聚脂肪酰胺，它是由脂肪酸或油與聚胺在100℃-200℃反應(yīng)，再與馬來酸在80℃-150℃反應(yīng)，用40％的油醇，脂肪酸或脂肪醇或縮聚脂肪酸稀釋得到的?？梢杂迷?20℃-250℃中降低油基泥漿的粘度。

cz11-35a包括：31wt％-48wt％的(9e，9'e)-n，n'-(氮烷二基雙(乙烷-2,1-二基))雙(十八烷-9-烯酰胺)，25wt％-42wt％的(z)-4-(雙(2((e)庚-2-烯-9-烯酰氨基)乙基)氨基)-4-氧代丁-2-烯酸，15wt％-22wt％的(e)-n-(2-(2-((e)-十七-8-烯-1-基)-4,5-二氫-1h-咪唑-5-基)乙基)十八-9-烯酰胺，5wt％-60wt％的油醇，5wt％-20wt％油酸或5wt％-20wt％的蓖麻油。該高溫降粘劑可以使泥漿重復(fù)使用。油基泥漿的比重范圍是1.5-2.8s.g.。

cz8-50a能在高固相下有效降低油基泥漿的粘度。cz8-50a是一種縮聚脂肪酸，它是由十二羥基硬脂酸，聚羥基硬脂酸，硬脂酸，硬脂酸的反應(yīng)物，硬脂酸的均聚物中篩選出來的。試驗(yàn)中，cz8-50a也能在低溫下降低油基泥漿的粘度。低溫降粘劑允許泥漿重復(fù)使用。

cz8-50a被熟知的名字是由croda公司生產(chǎn)的hypermerlp1。croda公司地址是300-acolumbuscircle,edison,nj08837.croda公司把他作為一種高分子分散劑和潤(rùn)濕劑。hypermerlp-1是一種在環(huán)烷基和石蠟基礦物油中溶解性都很好的高分子表面活性劑。它也有很好的乳化穩(wěn)定性能。在25℃時(shí)它是一種石蠟狀固體。它是一種非離子型表面活性劑-酯可以起到乳化劑的功能，可以與水互溶。cz8-50a是一種縮聚脂肪酸。它的美國(guó)化學(xué)文摘服務(wù)社編號(hào)是58128-22-6。

cz8-50a是一種油基泥漿降粘劑，它降低油基泥漿粘度，使泥漿可以重復(fù)利用。降粘的濃度是重量的0.03-0.2％(0.25-1.5ppb)。另一個(gè)試驗(yàn)中，濃度是0.03-2％。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的比重是2.2和2.4.試驗(yàn)中，降粘劑的濃度最多達(dá)到2％。為了在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中便與計(jì)量需要稀釋使用。稀釋劑必須非常有效而且有很好的生物降解能力。cz8-50a比其他要評(píng)價(jià)的降粘劑更加有效。

稀釋劑是化學(xué)式為r1·[(aon·-a-or2]m的化合物。這里r1是殘留的m個(gè)活性氫原子(m≥2)，ao是殘留的環(huán)氧烷，n從0到100，r2是氫或者cor3，這里的r3是聚羥烷基或者聚羥烷基羧酸，羥烷基或者羥烷基羧酸或聚羥烷基或者聚羥烷基羧酸的低聚物，這里在?；w系中的r2至少是2。

油基泥漿由50-100％的油、1-5％的提粘劑、20-70％的加重劑、5-10％的降濾失劑、0-5％的石灰、0-30％的鹽水和0.3-10％的乳化劑組成。實(shí)例中，乳化劑含量0.3-5％。鹽水含量5-25％。鹽水是氯化物，溴化物，鉀鹽，碘鹽，甲酸鹽，鈉鹽，鈣鹽，鋅鹽或者以上提到的混合物。實(shí)際應(yīng)用中，鹽水是cabr2、caco3、cacl2、nacl、znbr2、kcl,或者它們的混合物。

粘度可以被一些方法測(cè)定，不僅限于漏斗粘度計(jì)和六速儀。六速儀測(cè)量塑性粘度(pv)和屈服值(yp)。六速儀有一個(gè)帶襯套的轉(zhuǎn)子可以泥漿中以多種速度旋轉(zhuǎn)。泥漿的扭矩被同心懸錘測(cè)量出來。每分鐘多種轉(zhuǎn)速可以測(cè)量出塑性粘度pv和屈服值yp。根據(jù)賓漢模式，pv＝600轉(zhuǎn)的數(shù)值-300轉(zhuǎn)的數(shù)值。yp＝pv-300轉(zhuǎn)的數(shù)值，600轉(zhuǎn)和300轉(zhuǎn)的數(shù)值是600轉(zhuǎn)和300轉(zhuǎn)是的剪切應(yīng)力數(shù)值。

實(shí)施例1

多種降粘劑在四個(gè)不同泥漿體系中進(jìn)行降粘評(píng)估，這四個(gè)泥漿體系只是降粘劑不同，其它成分，如乳化劑都一樣。檢測(cè)添加各種降粘劑前后的泥漿粘度變化來表征降粘劑的降粘效果。測(cè)量方法是測(cè)定泥漿在6個(gè)剪切速率下的粘度讀數(shù)值，如在600轉(zhuǎn)，300轉(zhuǎn)，200轉(zhuǎn)，100轉(zhuǎn)，6轉(zhuǎn)，3轉(zhuǎn)下的粘度讀數(shù)。試驗(yàn)測(cè)量溫度是150f。并由此計(jì)算得到泥漿的塑性粘度和屈服值。

從表1中看出cz8-50a在各種剪切速率下都有很好的降粘作用。cz8-50b和cz2-4a沒有降粘反而增粘。

cz8-50b是stepan生物軟件公司生產(chǎn)的一種線性醇乙氧基化物，是一種液體。

cz2-53是cnpcusa公司合成的咪唑啉。cz2-53是含30％丁醇的1-羥乙基-2-油基咪唑啉(70％)。

cz2-4a是akzonobel公司的berol生產(chǎn)線產(chǎn)品聚(氧-1,2-乙二基)，α-(2-乙基己基)-ω-羥基。

htea20是一種含油醇和油酸的脂肪交聯(lián)聚酰胺的混合物。它含有20％的油醇，20％的油酸，20％的1，3-二羥基-異丙基(e)-12-羥基十八烷-9-烯酸酯，8％的(9e,9'e)-n,n'-(脲二基雙(乙基-2,1-二基))雙12-羥基十八烷-9-烯酰胺；12％的(e)-12-羥基-n,n-雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯?；?乙基)十八烷-9-烯酰胺；7％的(z)-4-(雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯酰基)乙基)氨基)-4-氧丁-2-烯酸；8％的1,3-二羥基異丙-2-基(z)-4-(雙(2-((e)-12-羥基十八烷-9-烯?；?乙基)氨基)-4-氧丁-2-烯酸脂；5％的n1,n1,n4,n4-四(2-((e)-12-羥基十八烷-9-稀酰胺基)乙基)馬來酸酰胺。

圖1為加入各種降粘劑前后的屈服值的比較圖。通過圖1可以看出，cz8-50a是所有降粘劑中屈服值降低最大的。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，不同用量的降粘劑cz8-50a被加入到不同粘度的油基鉆井液中來測(cè)試該降粘劑的降粘效果和最佳使用濃度。表2列出了油基鉆井液在添加不同量的降粘劑前后的流變性能和流變性能變化。圖2給出了在加入不同濃度的cz8-50a的添加前后，油基鉆井液的屈服值(動(dòng)切力)的變化。通過圖2得出，加入1.5ppb的cz8-50a降低屈服值效果最好。而且各種濃度的cz8-50a都能有效的降低泥漿的粘度。降粘的cz8-50a的最佳濃度是1.0338g/350ml泥漿。通過表2可知，不同使用量的cz8-50a降粘劑都可以一定程度上降低油基鉆井液的粘度。

實(shí)施例3

在本實(shí)施中，cz2-35a由cz00008-73-4三酰胺和油醇復(fù)配而成。cz00008-73-4是由cz00008-73-1和馬來酸酐制備，而cz00008-73-1是由油酸、二乙烯三胺制備而成。具體制備和配制方法如下。

cz00008-73-1脂肪二酰胺：1000克(3.55mol)的油酸加入到2升的圓底長(zhǎng)頸燒瓶中，該燒瓶中已裝有攪拌裝置，溫度計(jì)，分水蒸餾器與冷凝器和一個(gè)額外的加料漏斗。油酸在氮?dú)獯祾呦聰嚢杓訜岬?0度。到達(dá)70度以后停止氮?dú)獯祾?。在溫度低?20度情況下，慢慢加入二乙烯三胺(deta)(181.9g，1.77mol)。加入deta大概需要一小時(shí)時(shí)間。加入deta以后，反應(yīng)物要加熱到150-160度，同時(shí)觀察水的接收情況。加熱2小時(shí)以后或者沒有水在分水蒸餾氣里形成，就可以將反應(yīng)冷卻，加入溶劑油365約237.5克稀釋產(chǎn)品到80％的活度。

cz00008-73-4三酰胺由馬來酸酐(ma)和上面合成的cz00008-73-1制備：151.46克ma(1.55mol)慢慢加入到70度的cz00008-73-1中，保持溫度在100度以下。加入ma需要用1.5小時(shí)左右，溫度可達(dá)76攝氏度。維持反應(yīng)在80-85度下反應(yīng)一小時(shí)。加入191克的溶劑油365，稀釋產(chǎn)品到70％的活度，將生成物導(dǎo)出。

cz11-35a降粘劑：在50毫升的取樣瓶中，10.15克的cz00008-73-4加入到7.6克的油醇中并混合好。lc-ms用于分析cz11-35a的最終成分。

實(shí)施例4

本實(shí)施例說明了降粘劑cz11-35a，在泥漿密度為2.4的泥漿的不同體系中評(píng)價(jià)。這些體系的乳化劑和其他成分是相同的，但降粘劑cz11-35a的使用量不同。

為了模擬井下情況，比重為2.4的泥漿在225℃的情況下老化。加入revdust^tm(一種市場(chǎng)上用于模擬巖屑的劣質(zhì)土)。revdust^tm是一種由鈣蒙脫石微粒構(gòu)成的物質(zhì)。加入revdust^tm以后，流變性會(huì)增加。cz11-35a或者其他降粘劑將會(huì)加入到泥漿中將流變性帶回到加入revdust^tm之前的數(shù)值。

表3列出了四種泥漿在三個(gè)時(shí)段的流變性能比較。這三個(gè)時(shí)段是老化后的泥漿、在老化后泥漿中加入revdust^tm之后，和加入降粘劑在加入revdust^tm之后。測(cè)量方法是測(cè)定6個(gè)轉(zhuǎn)速下，如600轉(zhuǎn)、300轉(zhuǎn)、200轉(zhuǎn)、100轉(zhuǎn)、6轉(zhuǎn)、3轉(zhuǎn)的粘度計(jì)讀數(shù)值。流變性的測(cè)量溫度是150°。塑性粘度和低剪切的動(dòng)切力將被計(jì)算出來。(塑性粘度pv＝r600-r300；r600是600轉(zhuǎn)每分時(shí)的讀數(shù)，通過角度的偏轉(zhuǎn)得出來。低剪切的動(dòng)切力lsyp＝2*r3-r6，r3是每分鐘3轉(zhuǎn)的讀數(shù)，通過角度偏轉(zhuǎn)得出；r6是每分鐘6轉(zhuǎn)的讀數(shù)，通過角度偏轉(zhuǎn)得出)。

從表3中看出，老化后泥漿在加入revdust^tm之后，粘度升高。在粘度升高的泥漿中使用一定量的cz11-35a降粘劑可以將粘度調(diào)整到原來的粘度范圍(加入revdust^tm之前的數(shù)值)。從例子中看出，cz11-35a展示了良好的性能，在各種剪切速率下都有很明顯的降粘作用。

表3

圖3是對(duì)表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的描述。具體地講是將不同用量(2克、3克、4克和6克)的cz11-35a與塑性粘度pv、lsyp、10秒和10分鐘的切力作圖。圖3再一次顯示了降粘劑cz11-35a的加入，可以使變稠的油基鉆井液再次變稀。

在現(xiàn)場(chǎng)，人們常常用柴油來稀釋過稠的油基泥漿。表4比較了在過稠的泥漿中用柴油稀釋和添加其他市場(chǎng)上的降粘劑(如cz11-35b)的流變性與添加本發(fā)明降粘劑cz11-35a的流變性能。一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，acmewax224^tm(cz11-35b)與cz11-35a對(duì)比。cz11-35a可以把非常粘的泥漿(甚至粘到無法測(cè)量粘度)粘度降到加入revdust^tm之前的粘度。

表4

表4表明了柴油會(huì)降低一定量的粘度，但沒有本發(fā)明的稀釋劑cz11-35a那么有效。圖4表示了加入不同降粘劑以后的pv，lsyp，10秒和10分鐘的切力。結(jié)果顯示cz11-35a能充分降粘以便于更好的應(yīng)用。

以上實(shí)施例說明，本發(fā)明的油基泥漿降粘劑具有很好的潤(rùn)濕和降粘性能，可以有效的降低油基泥漿粘度，可以使油基泥漿反復(fù)使用。