[发明专利]一种有机粘土及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种有机粘土及其制备方法和应用。所述有机粘土，以重量份数计，其原料包括以下组分：有机溶剂100份；原矿粘土1‑50份；改性剂0.1‑5.0份。本发明所提供的有机粘土具有良好的沉降稳定性和成胶率，有助于增强油基钻井液的稳定性。所述制备方法与常规有机粘土的制备方法不同，其通过在有机溶剂中对粘土进行表面改性，使获得的有机粘土具有较高的疏水性能，能够较容易的分散在白油及柴油等油基钻井液基油中，有助于提高油基钻井液体系的稳定性，具有良好的推广应用潜力。

技术领域

本发明属于油田钻井液技术领域，具体涉及一种有机粘土及其制备方法和应用。

背景技术

有机粘土是一种粘土矿物，包括蒙脱石、锂蒙脱石、皂石及其衍生的亲有机质的阳离子改性粘土。其改性方法通常用含有至少一种碳原子的羟基置换存在于天然粘土矿物中的可交换阳离子，从而使粘土表面疏水。有机粘土性能的好坏直接影响钻井液体系的携岩能力和流变性能。目前国内外生产有机粘土的方法及工艺通常包括原矿粘土湿法分散、提纯，提纯后用含有机溶剂的季铵盐改性、脱水及干燥组成。采用该工艺生产的有机粘土品质稳定，但改性剂通常采用高浓度季铵盐溶液进行改性，例如专利CN 03116258.4公开了一种有机膨润土合成方法，表面活性剂按膨润土原土的阳离子交换容量的20-200％CEC溶于水中，其质量固液比范围在1:5-1:500，加入经干燥、过筛的膨润土原土，放入100-5000W微波功率的微波反应器，辐照10s-30min，过滤，洗去游离的表面活性剂，微波干燥，于60-120℃下烘干，烘干时间为30min-24hr，经研磨、过筛得有机膨润土。发明专利ZL02103804.X公开了一种干法生产有机膨润土的方法，主要适用将天然钙基膨润土通过人工改性成为高价值的有机膨润土。是将天然钙基膨润土加纯碱在混炼设备中，交换反应生成钠基膨润土，然后加入活化剂，混匀、反应；再加入有机季铵盐覆盖剂，充分加热、混合，最后用螺旋挤压机挤出成条状物，挤出物经烘干、磨粉成有机膨润土粉末。

从上述有机粘土制备现状可以看出，目前主要在水溶液中通过有机季铵盐改性的方法制备有机膨润土，获得的有机粘土在油基钻井液中的稳定性较差。

发明内容

为提高粘土颗粒表面的疏水性、增强粘土颗粒在柴油、白油等油基钻井液基油中的分散及沉降稳定性，本发明提供了一种有机粘土及其制备方法。所述有机粘土具有良好的沉降稳定性和成胶率，有助于增强油基钻井液的稳定性。所述方法通过在有机溶剂中对粘土进行改性，进而增强了粘土颗粒表面的疏水性质，有助于有机粘土在柴油、白油等有机溶剂中的分散，达到提高有机粘土沉降稳定性的目的。

为此，本发明第一方面提供了一种有机粘土，以重量份数计，其原料包括以下组分：

有机溶剂 100份；

原矿粘土 1-50份；优选为2-30份；

改性剂 0.1-5.0份；优选为1-4.5份。

本发明中，所述有机溶剂可以选自小分子链醇、小分子链酮、小分子链醚和低碳链烷烃中的一种。

在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂选自C1-C9的醇、C3-C6的酮、C5-C7的醚和C4-C8的烷烃中的任意一种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述有机溶剂选自乙醇、石油醚和丙酮中的任意一种。

在本发明的一些实施方式中，所述原矿粘土选自蒙脱石、伊利石、绿泥石、钠基膨润土和钙基膨润土中的任意一种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述原矿粘土选自蒙脱石、钠基膨润土和钙基膨润土中的任意一种。

本发明中，所述改性剂可以选自长链烷烃、硅油、烷基硅油、长链脂肪酸、长链脂肪酸酯、长链醇中的至少一种。