[发明专利]一种钻井液用硅油消泡剂及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液用料及其生产工艺领域，具体指一种钻井液用硅油消泡剂及其生产工艺。

背景技术

在石油、天然气等能源的矿井打钻过程中，地层中的气体极易侵入钻井液使得钻井液起泡，与此同时，添加至钻井液中的表面活性剂、润滑剂等材料也可能导致钻井液起泡，这些泡沫能够降低钻井液对于岩屑的携带能力和比重，引发井壁坍塌、卡钻等事故。针对这一问题，采用最多的是在钻井液中添加消泡剂，以降低钻井液中的泡沫。目前，消泡剂大致可分为有机硅型、聚醚型和非硅型三大类。其中，有机硅型消泡剂因其消泡力强、耐高温、不挥发、无毒、化学性质稳定、不溶于起泡介质等优点而被广泛应用。然而，现有钻井液用消泡剂仍存在以下技术问题：

（1）低温下易凝结，流动性差，难以应用于低温环境；

（2）热稳定性差，高温条件下蒸发损失大，严重影响其消泡能力；

（3）消泡持续性差，消泡性能通常只能维持几分钟，需要持续不断地加入消泡，给钻井生产造成成本负担；

（4）用量大、污染大，使用时易产生凝聚、浮渣现象，造成泥浆污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在低温或高温条件下均具有优良流动性、用量小且具有持续消泡性能的钻井液用硅油消泡剂及其生产工艺。

为解决上述问题，本发明所述的一种钻井液用硅油消泡剂，其原料组分及各组分的重量份数为：煤油1100—1400份，硬脂酸铝100—200份，乳化剂100—200份，甲基硅油50—150份，磷酸三丁酯100—300份，正辛醇100—200份，水50—200份；所述钻井液用硅油消泡剂的生产工艺，包括以下步骤：

（1）按照配方准确称量各原料组分置于相应容器中备用；

（2）打开反应釜并开启搅拌器，将称量好的所述煤油、硬脂酸铝均匀缓慢地加入至所述反应釜中，保持釜内温度为30—50℃，在30—50分钟内将所述乳化剂缓慢均匀地加入釜内；持续搅拌升温，待温度升高至90—100℃后，持续保温120—180分钟；

（3）保温结束后，待釜内温度降低至55—65℃时，将所述甲基硅油、磷酸三丁酯、正辛醇、水加入至所述反应釜中，持续搅拌并保温40—60分钟充分乳化；

（4）乳化结束后，待釜内温度降低至40—50℃，将釜中产物转移至储存容器内，取样检验并入库存放。

进一步，所述各组分的重量份数为：煤油1200—1300份，硬脂酸铝120—160份，乳化剂120—160份，甲基硅油60—120份，磷酸三丁酯160—240份，正辛醇100—160份，水80—150份。

进一步，所述各组分的重量份数为：煤油1260—1300份，硬脂酸铝140—160份，乳化剂140—160份，甲基硅油80—100份，磷酸三丁酯180—200份，正辛醇120—150份，水100—120份。

进一步，所述乳化剂为SP-40（司盘-40）、SP-60（司盘-60）、SP-80（司盘-80）中的至少一种与T-60（吐温-60）和/或聚氧乙烯辛基苯酚醚（OP-10）的混合物。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明采用煤油作为硬脂酸铝的溶剂，不仅能够有效提高硬脂酸铝的溶解度，而且煤油具有优良的降凝作用，能够显著提高产品的抗冻系数，使产品在-20℃的低温条件下，仍然具有良好的流动性，有效提高了产品的低温消泡性能，拓宽了产品的应用场合。

（2）本发明采用起泡性低、抗泡性强的甲基硅油和硬脂酸铝作为消泡剂，有效提升了产品的消泡性能，甲基硅油具有优良的热稳定性，能够有效提高产品的热稳定性，在120℃的高温下，产品蒸发损失小，仍处于良好的流动状态，有效提高了产品的高温消泡性能。

（3）本发明同时引入磷酸三丁酯作为消泡剂，可以使已形成泡沫的膜处于不稳定的状态而迅速消泡；并且引入正辛醇作为稳定剂，能够有效保持产品的化学平衡性能，降低表面活力，降低产品光、热或氧化分解系数，有效提升产品的持续消泡性能。

（4）本发明具有优良的热稳定性，能够应用于-20—120℃的宽温度范围，添加量小，只需添加钻井液体积的0.2—0.4%即可起到优良的消泡功效，不会产生凝聚、浮渣现象造成泥浆污染，影响泥浆性能。

（5）本发明用途广泛，消泡性能显著，对于淡水钻井液、4%盐水钻井液和饱和盐水钻井液的密度恢复率分别可达到95.4%、97.6%和98.5%，消泡时间仅为3.1 min、1.4 min和1.0 min，具有潜在的行业实用价值。

具体实施方式