專利名稱：一種通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，尤其涉及一種通過原位形成有機土增稠油基鉆井液用基礎(chǔ)礦物油的方法。
背景技術(shù)：
有機土重要的一大應(yīng)用領(lǐng)域是作為流變助劑用于非水溶劑體系，而其中油基鉆井液占據(jù)了較大的份額。隨著環(huán)保意識的增強，海洋鉆井及部分陸地鉆井用油基鉆井液多使用無芳烴環(huán)保型基礎(chǔ)油相，而現(xiàn)有商品有機土在此些非極性烷烴類介質(zhì)中造漿性普遍較差，一般多借助高溫高剪切及極性活化劑等達到所期望的粘度以及切力，步驟較為復雜。目前各行業(yè)所使用有機土多是通過濕法或干法預先制得有機土，然后再將其用于增加各種有機溶劑的粘度，以滿足實際需求，而其中涉及鈉化、改性、烘干、粉碎等一系列工 藝，能耗較大，尤其是濕法制備有機土用水量亦較大，造成資源的消耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有有機土增加有機溶劑粘度的方法存在的不足，提供一種過程簡單、能耗和成本低的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法。本發(fā)明的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，包括以下步驟(I)以100質(zhì)量份計，取黏土 1-10份，按相當于所用黏土 0. 8-1. 2倍陽離子交換容量(CEC)取季銨化合物，其余為有機溶劑，季銨化合物作為陽離子表面活性劑；(2)將黏土、季銨化合物和有機溶劑三者混合制成混合體系，在低于有機溶劑沸點條件下，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的有機溶劑。所述黏土為各種蒙脫土，優(yōu)選鈉基蒙脫土。所述季銨化合物為選雙十八烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、雙氫化牛脂基二甲基氯化銨或雙氫化牛脂基甲基芐基氯化銨，這些都是水相中制備高性能有機土所選用的季銨化合物。所述有機溶劑優(yōu)選無芳香烴溶劑，如各種礦物油(如各種型號白油、石蠟油)及烷烴類溶劑等。本發(fā)明省去了原有水相中制備有機土的復雜過程，降低了能耗，減少了成本，制得的體系膠體率、增粘能力較水相中離子交換所制得有機土礦物油分散體系之性能有所提高，尤其是對于鉆井領(lǐng)域而言，也可利用井底高溫進行自然造漿，而不必添加使用有機土，節(jié)約了成本。


圖I是實施例I中三種樣品沉降穩(wěn)定性比較圖片。圖2是實施例I中三種樣品及其所用基礎(chǔ)油氣制油粘度曲線圖。圖3是實施例2和實施例3中兩種樣品沉降穩(wěn)定性比較圖片。
圖4是實施例2和實施例3中兩種樣品及其所用基礎(chǔ)油氣制油及白油粘度曲線圖。圖5是10wt%黏土稠化石蠟油的狀況圖片。
具體實施例方式實施例I本實施例是先配制季銨鹽、黏土和礦物油的混合體系，通過適當?shù)募訜峒凹羟凶饔?，原位形成有機土，從而稠化基礎(chǔ)油，并與水相中合成的有機土的增粘效果進行了對比，具體過程如下稱取0. 228g鈉基蒙脫土，0. 162g雙十八烷基二甲基氯化銨(季銨鹽加量相當于所用蒙脫土 I. 0CEC)分散于12. 61g的氣制油中，制得蒙脫土與季銨鹽總和質(zhì)量分數(shù)為3%的混合體系(黏土質(zhì)量分數(shù)約I. 8%)，記為1#樣品。稱取0. 39g水相中通過離子交換所制備雙十八烷基二甲基氯化銨改性蒙脫土 (實驗室自制有機土)分散于12. 61g氣制油(GTL)中，制得有機土質(zhì)量分數(shù)為3%的有機土氣制油分散體系，樣品記為2#，3#樣品與2#樣品完全相同，后將1#、2#樣品密封置于70°C水浴中恒溫攪拌2小時，3#樣品密封后于室溫條件下電磁攪拌12小時，后將3樣品轉(zhuǎn)移至比色管中靜置，靜置初期( 0. 5分鐘)及靜置24小時圖片如圖I示，1#樣品蒙脫土和季銨鹽高溫分散，記為MMT+N+HT，2#樣品有機土高溫分散，記為OM HT，3#樣品有機土室溫分散記為OM RT，此3樣品及所用基礎(chǔ)油氣制油粘度曲線如圖2示。實施例2本實施例是選用季銨鹽改性劑雙氫化牛脂基甲基芐基氯化銨，配制黏土質(zhì)量分數(shù)1%體系，以達稠化氣制油之目的，具體過程如下 稱取0. 12g鈉基蒙脫土，0. 115g雙氫化牛脂基甲基芐基氯化銨(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 I. 2CEC)分散于11. 765g氣制油(GTL)中，制得黏土質(zhì)量分數(shù)為1%的混合體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫攪拌2小時，轉(zhuǎn)移至比色管中靜置，轉(zhuǎn)移完畢((靜置 0. 5分鐘))及靜置24小時圖片如圖3中左側(cè)比色管所不(標注GTL),粘度曲線如圖4示(標注實施例2)。實施例3本實施例是選用的季銨鹽為雙十八烷基二甲基溴化銨，配制黏土質(zhì)量分數(shù)1%體系，以達稠化白油Marcol 52之目的，具體過程如下稱取0. 12g鈉基蒙脫土，0.073g雙十八烷基二甲基溴化銨(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 0. 8CEC)分散于11. 807g白油Marcol 52中，制得黏土質(zhì)量分數(shù)為1%的混合體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫攪拌2小時，轉(zhuǎn)移至比色管中靜置，轉(zhuǎn)移完畢及靜置24小時圖片如圖3中右側(cè)比色管所示(標注Marco 52)，粘度曲線如圖4示(標注實施例3)。實施例4本實施例制備是黏土質(zhì)量分數(shù)為10%的體系，所用基礎(chǔ)油為石蠟油，具體過程如下稱取I. 2g鈉基蒙脫土，0. Sg雙十八烷基二甲基氯化銨(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 0. 95CEC，)分散于IOg石蠟油中，制得蒙脫土質(zhì)量分數(shù)為10%的混合體系，后將此樣品 密封置于80°C水浴中恒溫攪拌I小時，后轉(zhuǎn)移至比色管中于室溫條件下靜置，由實驗結(jié)果知，此樣品冷卻至室溫后變成凝膠狀，如圖5示。
權(quán)利要求
1.一種通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)以100質(zhì)量份計，取黏土1-10份，按相當于所用黏土 0. 8-1. 2倍陽離子交換容量取季銨化合物，其余為有機溶劑，季銨化合物作為陽離子表面活性劑； (2)將黏土、季銨化合物和有機溶劑三者混合制成混合體系，在低于有機溶劑沸點條件下，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的有機溶劑。
2.如權(quán)利要求I所述的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，其特征是所述黏土為各種蒙脫土。
3.如權(quán)利要求I所述的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，其特征是所述黏土為鈉基蒙脫土。
4.如權(quán)利要求I所述的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，其特征是所述季銨化合物為雙十八烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、雙氫化牛脂基二甲基氯化銨或雙氫化牛脂基甲基芐基氯化銨。
5.如權(quán)利要求I所述的通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，其特征是，所述有機溶劑為無芳香烴溶劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過原位形成有機土增稠有機溶劑的方法，包括以下步驟(1)以100質(zhì)量份計，取黏土1-10份，按相當于所用黏土0.8-1.2倍陽離子交換容量取季銨化合物，其余為有機溶劑，季銨化合物作為陽離子表面活性劑；(2)將黏土、季銨化合物和有機溶劑三者混合制成混合體系，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的有機溶劑。本發(fā)明省去了原有水相中制備有機土的復雜過程，降低了能耗，減少了成本，制得的體系膠體率、增粘能力較水相中離子交換所制得有機土礦物油分散體系之性能有所提高，尤其是對于鉆井領(lǐng)域而言，也可利用井底高溫進行自然造漿，而不必添加使用有機土，節(jié)約了成本。
文檔編號C09K8/32GK102660237SQ20121015425
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者孫德軍, 孫海港 申請人:山東大學