一种白油基钻井液用酰胺类有机膨润土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于石油、天然气等行业制作钻井液的白油基钻井液用酰胺类有 机膨润土及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，它是由两片硅氧四面体晶片夹 一片铝氧八面体晶片组成的2:1型晶体结构物质。因此其具有特殊的膨润性、吸附性以及 较强的阳离子交换性。而有机膨润土是膨润土经过离子交换或其它方式处理后的深加工产 品，其具有较好的疏水亲油性，因此广泛地应用于石油化工、油漆等工业领域。
[0003] 目前，国内外改性制备有机膨润土，多使用烷基季铵盐作为改性剂，制备的改性产 品不但疏水亲油性和耐高温性差，而且改性剂不易降解带来二次污染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是：为了解决复杂的有机膨润土制备工艺，有机膨润土疏水亲油性 和耐高温性差及改性剂不易降解等难题，特提供一种白油基钻井液用酰胺类有机膨润土及 其制备方法，制备的改性产品不但在油相中的分散性高和耐温性高，且与其它处理剂配伍 性好，能够满足油田用油基钻井液的增粘提切。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种白油基钻井液用酰胺类有 机膨润土，其特征是：制备该酰胺类有机膨润土所用原料及各组分的质量百分比为，其质 量的单位为克或千克，膨润土为60~80是用钠膨润土，将膨润土过200目筛，使其粒径 < 75 μm ;酰胺类为10~30是用m-烷基酰胺丙基二甲胺和η-烷基卤化物制备，其碳链 m-烷基的m碳原子为16~20,碳链η-烷基的η碳原子为1~16,如用十六烷基酰胺丙基 二甲基十二烷基氯化铵、或十六烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵、或十八烷基酰胺丙 基二甲基十二烷基氯化铵、或十八烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵、或十八烷基酰胺 丙基二甲基十六烷基溴化铵、或十八烷基酰胺丙基三甲基氯化铵的一种；阴离子表面活性 剂为2~10是用十二烷基硫酸钠、或十二烷基磺酸钠、或十二烷基苯磺酸钠中的一种。
[0006] 一种白油基钻井液用酰胺类有机膨润土的制备方法，其特征是：先将过200目筛 的钠膨润土 20~30g放入反应器中，再加入600~800mL去离子水，在温度为70~90°C 的条件下用电动搅拌机搅拌1小时，使膨润土分散于去离子水中形成悬浮液；然后称取6~ 9g酰胺类，加入40~300mL去离子水配制成酰胺类溶液，将该酰胺类溶液加入到上述膨润 土悬浮液中，在温度为70~90°C水浴内，在搅拌条件下发生离子交换反应1~3小时，得一 次改性的悬浮液；再称取1. 2~I. 8g阴离子表面活性剂，加入20~40mL去离子水配制成 阴离子表面活性剂溶液，将该阴离子表面活性剂溶液加入到上述一次改性的悬浮液中，在 温度为70~90°C水浴内反应1~3小时，制得二次改性的悬浮液；最后将上面二次改性的 悬浮液置于阴凉干燥处在常温下陈化8~15小时，除去上层清液后将下层悬浮物进行抽吸 过滤，再将所得滤饼进行烘干，使产品含水量为2. 0~3. 5%，然后用高速粉碎机将烘干的 滤饼粉碎，过200目筛，制得本产物白油基钻井液用酰胺类有机膨润土。制备该白油基钻井 液用酰胺类有机膨润土所用的一次改性剂是用m-烷基酰胺丙基二甲胺和η-烷基卤化物制 备，均为市售商品。制备该白油基钻井液用酰胺类有机膨润土所用的钠膨润土是指皂土，为 市售商品。
[0007] 本发明与现有技术比较，其有益效果是：（1)本产物生产工艺简单，操作方便，原 料廉价易得，经过陈化后的改性液易分离，且改性剂降解性能好；（2)本酰胺类有机膨润土 配制的白油基钻井液体系粘度高，动切力适中，且加重后体系性能良好；（3)本产物用于钻 井液滤失量低，滤饼薄且光滑致密利于井壁的稳定。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于此。
[0009] 实施例1 :先将过200目筛的钠膨润土 30g放入反应器中，再加入800mL去离子 水，在温度为80°C的条件下用电动搅拌机搅拌1小时，使膨润土分散于去离子水中形成悬 浮液；然后称取9g十六烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯化铵，加入50mL去离子水配制成 十六烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯化铵溶液，将该十六烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯 化铵溶液加入到上述膨润土悬浮液中，在温度为80°C水浴内，在搅拌条件下发生离子交换 反应3小时，得一次改性的悬浮液；再称取I. 8g十二烷基磺酸钠，加入20mL去离子水配制 成十二烷基磺酸钠溶液，将该十二烷基磺酸钠溶液加入到上述一次改性的悬浮液中，在温 度为80°C水浴内反应1小时，制得二次改性的悬浮液；最后将上面二次改性的悬浮液置于 阴凉干燥处在常温下陈化10小时，除去上层清液后将下层悬浮物进行抽吸过滤，再将所得 滤饼进行烘干，然后用高速粉碎机将烘干的滤饼粉碎，过200目筛，得到实施例1的有机膨 润土，常温下测得体系性能参数见表1。
[0010] 实施例2 :先将过200目筛的钠膨润土 20g放入反应器中，再加入600mL去离子 水，在温度为90°C的条件下用电动搅拌机搅拌1小时，使膨润土分散于去离子水中形成悬 浮液；然后称取6g十八烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯化铵，加入200mL去离子水配制成 十八烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯化铵溶液，将该十八烷基酰胺丙基二甲基十二烷基氯 化铵溶液加入到上述膨润土悬浮液中，在温度为80°C水浴内，在搅拌条件下发生离子交换 反应2小时，得一次改性的悬浮液；再称取I. 2g十二烷基硫酸钠，加入20mL去离子水配制 成十二烷基硫酸钠溶液，将该十二烷基硫酸钠溶液加入到上述一次改性的悬浮液中，在温 度为80°C水浴内反应2小时，制得二次改性的悬浮液；最后将上面二次改性的悬浮液置于 阴凉干燥处在常温下陈化12小时，除去上层清液后将下层悬浮物进行抽吸过滤，再将所得 滤饼进行烘干，然后用高速粉碎机将烘干的滤饼粉碎，过200目筛，得到实施例2的有机膨 润土，常温下测得体系性能参数见表1。
[0011] 实施例3 :先将过200目筛的钠膨润土 25g放入反应器中，再加入700mL去离子 水，在温度为70°C的条件下用电动搅拌机搅拌1小时，使膨润土分散于去离子水中形成悬 浮液；然后称取7. 5g十八烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵，加入200mL去离子水配制 成十八烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵溶液，将该十八烷基酰胺丙基二甲基十四烷基 溴化铵溶液加入到上述膨润土悬浮液中，在温度为80°C水浴内，在搅拌条件下发生离子交 换反应1小时，得一次改性的悬浮液；再称取I. 5g十二烷基苯磺酸钠，加入20mL去离子水 配制成十二烷基苯磺酸钠溶液，将该十二烷基苯磺酸钠溶液加入到上述一次改性的悬浮液 中，在温度为80°C水浴内反应3小时，制得二次改性的悬浮液；最后将上面二次改性的悬浮 液置于阴凉干燥处在常温下陈化8小时，除去上层清液后将下层悬浮物进行抽吸过滤，再 将所得滤饼进行烘干，然后用高速粉碎机将烘干的滤饼粉碎，过200目筛，得到实施例3的 有机膨润土，常温下测得体系性能参数见表1。
[0012] 表1酰胺类有机膨润土在白油基钻井液体系中的性能参数（老化条件： 150°C X16h，50°C测性能）
【主权项】
1. 一种白油基钻井液用酰胺类有机膨润土，其特征是：制备该白油基钻井液用酰胺类 有机膨润土所用原料及各组分的质量百分比为，其质量的单位为克或千克： 膨润土 60~80,所用膨润土为钠膨润土，将膨润土过200目筛，使其粒径< 75 y m ; 酰胺类10~30,酰胺类是用m-烷基酰胺丙基二甲胺和n-烷基卤化物制备，其碳链 m-烷基的m碳原子为16~20,碳链n-烷基的n碳原子为1~16,如用十六烷基酰胺丙基 二甲基十二烷基氯化铵、或十六烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵、或十八烷基酰胺丙 基二甲基十二烷基氯化铵、或十八烷基酰胺丙基二甲基十四烷基溴化铵、或十八烷基酰胺 丙基二甲基十六烷基溴化铵、或十八烷基酰胺丙基三甲基氯化铵的一种； 阴离子表面活性剂2~10,阴离子表面活性剂是用十二烷基硫酸钠、或十二烷基磺酸 钠、或十二烷基苯磺酸钠中的一种。
2. -种如权利要求1所述白油基钻井液用酰胺类有机膨润土的制备方法，其特征是： 先将过200目筛的钠膨润土 20~30g放入反应器中，再加入600~800mL去离子水，在温 度为70~90°C的条件下用电动搅拌机搅拌1小时，使膨润土分散于去离子水中形成悬浮 液；然后称取6~9g酰胺类，加入40~300mL去离子水配制成酰胺类溶液，将该酰胺类溶液 加入到上述膨润土悬浮液中，在温度为70~90°C水浴内，在搅拌条件下发生离子交换反应 1~3小时，得一次改性的悬浮液；再称取1. 2~I. 8g阴离子表面活性剂，加入20~40mL 去离子水配制成阴离子表面活性剂溶液，将该阴离子表面活性剂溶液加入到上述一次改性 的悬浮液中，在温度为70~90°C水浴内反应1~3小时，制得二次改性的悬浮液；最后将 上面二次改性的悬浮液置于阴凉干燥处在常温下陈化8~15小时，除去上层清液后将下层 悬浮物进行抽吸过滤，再将所得滤饼进行烘干，使产品含水量为2. 0~3. 5%，然后用高速 粉碎机将烘干的滤饼粉碎，过200目筛，制得本产物白油基钻井液用酰胺类有机膨润土。
3. 根据权利要求1所述酰胺类有机膨润土，其特征是：制备该白油基钻井液用酰胺类 有机膨润土所用的一次改性剂是用m-烷基酰胺丙基二甲胺和n-烷基卤化物制备，均为市 售商品。制备该白油基钻井液用酰胺类有机膨润土所用的钠膨润土是指皂土，为市售商品。
【专利摘要】本发明涉及一种用于石油、天然气等行业制作钻井液的白油基钻井液用酰胺类有机膨润土及其制备方法。它提高了有机膨润土的疏水亲油性和耐高温性、动切力适中。其技术方案：所用原料及质量百分比为，膨润土60～80用钠膨润土；酰胺类10～30用m-烷基酰胺丙基二甲胺和n-烷基卤化物制备；阴离子表面活性剂2～10用十二烷基硫酸钠、或十二烷基磺酸钠、或十二烷基苯磺酸钠。其制备方法：将膨润土过筛、加水配制膨润土悬浮液；在悬浮液中加入酰胺类溶液一次改性；再往悬浮液中加入阴离子表面活性剂溶液二次改性；最后陈化、干燥、粉碎过筛制得本酰胺类有机膨润土。本产物生产工艺简单，改性剂易降解，用作钻井液。
【IPC分类】C01B33-44, C09K8-32
【公开号】CN104803394
【申请号】CN201510131587
【发明人】张瑞, 周金位, 杨磊, 涂锐, 王吉星, 霍锦华, 陈大钧
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月25日