一種瀝青組合物顆粒及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種浙青組合物顆粒，具體地說涉及一種油田鉆井使用的高軟化點(diǎn)浙 青組合物顆粒及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，鉆井領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，浙青類封堵劑在油田鉆井中的應(yīng)用越 來越受到重視。浙青類封堵劑一般含有不溶于水的浙青顆粒，并且有一定的軟化點(diǎn)。當(dāng)井 眼內(nèi)有足夠高的溫度和壓力時，浙青顆粒軟化變形，并被擠入井壁微裂縫中，阻止鉆井液和 濾液從微裂縫滲透，與泥餅一起有效地封堵地層。浙青類物質(zhì)是石油鉆井極其有效的防塌 劑和油層保護(hù)劑。對于深層油氣田的鉆井作業(yè)中，一般軟化點(diǎn)浙青會因?yàn)檫^度軟化或流淌 而無法滿足深井下的高溫作業(yè)要求。高軟化點(diǎn)浙青(軟化點(diǎn)在100°c以上，尤其是在120°C 以上的浙青）因其出色的抗高溫能力則可以滿足深層鉆井的要求。
[0003] 高軟化點(diǎn)浙青在鉆井液中使用時，要求以極小的顆粒分散到泥漿體系中，這樣既 可以保證浙青分散均勻，又可以避免聚結(jié)成大的塊狀物堵塞振動篩而造成無法使用等問題 的發(fā)生。
[0004] 然而，將浙青粉碎成小的顆粒是十分困難的。由于其特殊的物性，普通的粉碎方式 都會在粉碎的過程中放出大量的熱，會使浙青隨著溫度的升高變軟、變粘，即使已被粉碎的 小顆粒也會重新粘結(jié)成大的顆粒。而且粉碎的粒徑越小，這種情況越明顯。
[0005] CN1051957A、CN101108963 A、CN1715334A 以及 CN101311243A 相繼公開了采用向 浙青中加入碳酸鈣或其它惰性固體輔料來解決浙青難于粉碎成細(xì)小顆粒的問題。但是這種 方法會造成浙青顆粒中有效成分的降低，而且由于引入其它組分，在使用過程中還有可能 會造成泥漿體系的破壞。
[0006] 此外，單純的高軟化點(diǎn)浙青顆粒在應(yīng)用于鉆井液體系當(dāng)中時，由于顆粒變形能力 相對有限，粘彈性相對較差，且顆粒粒徑分布較窄或沒有限制，存在油氣層孔徑分布寬時， 不能與之很好匹配等問題，而且軟化點(diǎn)越高，浙青的脆硬性越明顯，難以起到良好的封堵和 降濾失效果。CN103013460A公開了一種將橡膠粉、天然浙青和超細(xì)碳酸鈣按一定比例混合、 粉碎的方法制備浙青顆粒組合物。這種方法只是將橡膠粉和浙青簡單地混合，二者并沒有 形成有機(jī)的整體，難以在較寬的粘彈區(qū)間內(nèi)持續(xù)發(fā)揮作用。只能應(yīng)用于油基鉆井液當(dāng)中，在 水基鉆井液中會出現(xiàn)分散困難甚至聚結(jié)等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種浙青組合物顆粒及其制備方法和應(yīng)用。本 發(fā)明浙青組合物顆粒具有較高的軟化點(diǎn)，較好的高溫性能和變形能力，制備方法簡單、操作 方便，在深層鉆井時可以起到良好的封堵和降濾失效果。
[0008] 本發(fā)明的浙青組合物顆粒，按重量份計包括如下組分：改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒 80~95份，膠乳5~20份； 其中所述的改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒，按重量份計包括如下組分：高軟化點(diǎn)浙青50~80 份，橡膠粉顆粒20~50份；高軟化點(diǎn)浙青包裹在橡膠粉顆粒外部；所述的高軟化點(diǎn)浙青可 以為氧化浙青、溶脫浙青或天然浙青中的一種或幾種混合，軟化點(diǎn)為12(T220°C ;橡膠粉顆 粒粒徑為60~200目，優(yōu)選80~160目，可以為市售的廢舊輪胎膠粉產(chǎn)品，。
[0009] 所述的改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒的粒徑小于60目（代表能夠通過60目標(biāo)準(zhǔn)篩的顆 粒)，可以為60~80目、80~120目、120~140目或140目以上中的兩種或兩種以上的不同粒 徑分布組合（60目標(biāo)準(zhǔn)篩下，80目標(biāo)準(zhǔn)篩上部分計為60~80目，依此類推，> 140目為140 目標(biāo)準(zhǔn)篩下部分）；以改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒的質(zhì)量為基準(zhǔn)，每種粒徑分布的含量< 90%， 優(yōu)選< 70%，更優(yōu)選< 60% ;按照上述粒徑分布含量，優(yōu)選60~80目的粒徑含量< 5%和/或 80~100目的粒徑顆粒< 10%。
[0010] 所述的改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒中，優(yōu)選加入石墨、蒙脫土、硅粉、膨潤土或水滑石 中的一種或幾種，加入量占改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒重量的1%~1〇%。
[0011] 所述的改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒的制備方法，包括如下內(nèi)容：將高軟化點(diǎn)浙青加熱 至熔融態(tài)，均勻噴灑到預(yù)熱好的橡膠粉顆粒上，靜置滲透一段時間，經(jīng)冷凍、粉碎，得到的改 性高軟化點(diǎn)浙青顆粒。所述的粉碎過程一般在振動篩中進(jìn)行振動粉碎，篩下部分即為改性 高軟化點(diǎn)浙青顆粒，其中振動篩篩孔大于60目標(biāo)準(zhǔn)篩。
[0012] 其中，高軟化點(diǎn)浙青與橡膠粉顆粒的質(zhì)量比為4 :1~1 :1。
[0013] 所述的噴灑過程可以采用具有噴灑功能的設(shè)備，如噴壺、噴灑機(jī)、噴霧器等，噴灑 過程中可以對物料進(jìn)行翻動或拌和，使熔融的高軟化點(diǎn)浙青均勻分散在橡膠粉顆粒表面。
[0014] 所述的橡膠粉顆粒預(yù)熱溫度50~120°C，預(yù)熱時間0. 5~2小時；所述的靜置滲 透時間為〇. 5飛小時，在100~200°C溫度下靜置滲透。然后冷卻到室溫。
[0015] 所述的冷凍的條件為：冷凍溫度為-10~_50°C，優(yōu)選-2(T-40°C，冷凍時間5~24 小時，優(yōu)選1〇~18小時。振動粉碎時間為1~100s，優(yōu)選10~50s。
[0016] 本發(fā)明浙青組合物顆粒中，所述的膠乳可以是天然膠乳、丁苯膠乳、丁腈膠乳、氯 丁膠乳、聚苯乙烯膠乳或聚丁二烯膠乳中的一種或幾種，膠乳的固含量為20wt%~60wt%。
[0017] 本發(fā)明浙青組合物顆粒中優(yōu)選加入促進(jìn)劑，以浙青組合物顆粒重量為基準(zhǔn)，促進(jìn) 劑加入量為lwt%~10wt%，其中促進(jìn)劑為硫酸鹽、季銨鹽或木質(zhì)素磺酸鹽中的一種或幾種， 其中硫酸鹽為改性月桂醇基硫酸鈉、仲醇基硫酸鈉和混合脂肪醇硫酸鈉等中的一種或幾 種；季銨鹽為十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨等中 的一種或幾種；木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。
[0018] 本發(fā)明的浙青組合物顆粒的制備方法，包括如下內(nèi)容：將膠乳均勻噴灑到改性高 軟化點(diǎn)浙青顆粒上，靜置滲透一段時間，經(jīng)真空冷凍干燥，得到浙青組合物顆粒。
[0019] 針對不同粒徑分布的改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒，可以分別噴灑膠乳，制備浙青組合 物顆粒，然后根據(jù)需要對不同粒徑分布的顆粒進(jìn)行復(fù)配；也可以幾種不同粒徑分布的高軟 化點(diǎn)浙青顆?；旌现?，噴灑膠乳，經(jīng)冷凍干燥之后，重新篩分，然后復(fù)配。
[0020] 本發(fā)明方法中，所述的膠乳是天然膠乳、丁苯膠乳、丁腈膠乳、氯丁膠乳、聚苯乙烯 膠乳或聚丁二烯膠乳中的一種或幾種，膠乳的固含量為20wt%~60wt%。
[0021] 本發(fā)明方法中，改性高軟化點(diǎn)浙青顆粒與膠乳的質(zhì)量比為5 :1~1 :1。
[0022] 本發(fā)明方法中，噴灑膠乳可以采用具有噴灑功能的設(shè)備，如噴壺、噴灑機(jī)、噴霧器 等，噴灑過程中可以對物料進(jìn)行翻動或拌和，使膠乳均勻分散在浙青顆粒表面。
[0023] 本發(fā)明方法中，所述的靜置滲透時間為0. 5~2小時，在常溫下靜置即可。
[0024] 本發(fā)明方法中，真空冷凍干燥的條件為：干燥溫度為-10~-50 °C，優(yōu) 選-2(T-40°C，冷凍時間5~24小時，優(yōu)選10~20小時。真空冷凍干燥前需進(jìn)行預(yù)凍，預(yù)凍 溫度為-3(T-50°C，預(yù)凍時間為1~4小時。
[0025] 本發(fā)明方法中，優(yōu)選在制備過程中加入促進(jìn)劑，促進(jìn)劑需在真空冷凍干燥前加入。
[0026] 本發(fā)明浙青組合物顆?？梢詰?yīng)用于深層鉆井液體系中，一般應(yīng)用過程為：將本發(fā) 明浙青組合物顆粒加入到鉆井液基漿中，優(yōu)選水基基漿，混合均勻備用；其中浙青組合物顆 粒加入量占鉆井液基漿重量的1%~1〇%，所述的基漿是本領(lǐng)域常規(guī)的鉆井液基漿，基漿的制 備