[发明专利]一种钻井液用高软化点沥青的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用高软化点沥青的制备方法。

背景技术

沥青类产品是重要钻井液处理剂之一，具有良好的防塌、润滑、乳化、降滤失和高温稳定等综合效能。沥青类产品一般含有不溶于水的沥青颗粒，并且有一定的软化点。当井眼内有足够高的温度和压力时，沥青颗粒软化变形，并被挤入井壁微裂缝中，阻止钻井液和滤液从微裂缝渗透，与泥饼一起有效地封堵地层。沥青类物质是石油钻井极其有效的防塌剂和油层保护剂。随着石油勘探与开发的发展，钻井深度不断加深，钻遇地层愈来愈复杂，定向井、水平井等特殊工艺井的数量逐渐增多。这使钻井工程对钻井液用沥青类产品及其体系提出了更高的要求。开发出高温性能好、有良好封堵性和降滤失性的高软化点沥青(指软化点在100℃以上，尤其是在120℃以上)，以满足油田钻井工程的需要，具有十分重要的意义。

高软化点沥青的制备工艺一般采用溶剂脱沥青或吹气氧化工艺，CN102464989A、CN102876344A、CN102464988A和CN102382696A等公开了几种用于钻井液中的高软化点沥青或沥青颗粒的制备方法，沥青软化点一般在120℃以上，最高达250℃。

由于沥青类物质的产品通常具有亲水性弱，亲油性强的特点，为了使沥青能够在石油钻井中得到有效应用，必须对沥青加以改性，使沥青在钻井液中有适度的溶解性和分散性。其中通过对沥青磺化改性得到的磺化沥青已经作为一种重要的钻井液防滤失产品。

磺化沥青主要成分是沥青磺酸钠盐，是由沥青在一定条件下经过磺化、中和及后处理等工序制得，磺化沥青作为一种性能好、成本低的沥青类钻井液处理剂，适用于水基、油基和乳化型钻井液，具有抑制页岩水化分散、降低钻井液高温高压滤失量、增大泥饼的致密性、韧性及润滑性能，提高钻井液的高温稳定性等多种功能，对于优质、安全、快速钻井和保护储层起到重要作用。

CN103805219A公开了一种磺化沥青的制备工艺，其步骤是：用沥青溶解池将固态沥青溶解为液态；将煤油、硫酸、碱水打入各自的计量罐；将煤油打入反应釜中，打开搅拌，将沥青溶解池中的沥青加入反应釜中；待沥青溶解完全，将硫酸计量罐中的硫酸加入反应釜中，进行磺化反应；待磺化反应结束后，关闭搅拌，沉降法回收煤油，打入煤油回收罐中存储，将碱水计量罐中的碱水打入反应釜中，打开搅拌，进行中和反应；待中和反应结束后，关闭搅拌，将反应釜中的物料打入出料罐中；将出料罐中的物料打入干燥设备中，进行干燥；制得磺化沥青。但是沉降法分离效果一般，油水分离也不彻底，并且后续产品还需要进行干燥处理，导致后续处理较为繁琐。

CN103710041A公开了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。该方法将软化点温度较低的沥青与磺化剂进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应，无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可制备得到磺化沥青，节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间。但是对于高软化点沥青，磺化反应热不足以使沥青变为液态。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种钻井液用高软化点沥青的制备方法，本发明方法工艺简单、操作方便、生产时间短，降低了能耗，节约了生产成本，所得产品具有较高的软化点，高温性能优良，有良好的水溶性，应用范围广泛。

本发明的钻井液用高软化点沥青的制备方法，包括如下内容：改性剂与相容剂混合得到母液，母液与熔融状态的沥青原料加入到调和罐混合均匀，然后加入磺化剂进行磺化反应，再加入碱溶液进行中和，然后从调和罐底部通入压缩气体进行吹脱处理，相容剂呈气相经调和罐上部出口排出，经冷却可循环使用，吹脱结束后，得到高软化点沥青。

本发明方法中，改性剂为岩沥青、地沥青或湖沥青中的一种或几种，软化点为180℃~350℃，优选200~300℃，占母液总重量的20wt%～80wt%，优选40wt%～60wt%。

本发明方法中，所述的相容剂为馏程范围在100~380℃之间的任意馏分，优选汽油、煤油或柴油中的一种或几种。

本发明方法中，所述的沥青原料为石油沥青，包括减压渣油、直馏沥青、溶剂脱沥青工艺得到的脱油沥青等中的一种或几种的混合物，沥青原料25℃针入度为20～1601/10mm，软化点为40～75℃。