一种富烯烃混合型钻井液基础油及其制备方法与流程

1.本发明属于合成基钻井液基础油技术领域，尤其涉及一种来源于高温费托合成油的富烯烃混合型钻井液基础油及其制备方法。


背景技术：

2.钻井液是钻井工程的血液，在现代钻井技术中，应用先进的钻井液技术和优质钻井液，就能安全、优质、快速地钻井，也能迅速地取得良好的油气勘探成果，有效地开发和开采油气田。在钻探复杂地层、保证井下安全、防止化学污染、克服井底温度等方面起着十分重要的作用。
3.钻井液组成通常包括基液、降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏剂、降粘剂、缓蚀剂、粘土类、润滑剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、解卡剂等十几种组分，其中基液所占的体积最大。根据基液种类不同，可以分为水基钻井液和油基钻井液两大类。油基钻井液与水基钻井液相比较，具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度低等多种优点，已成为钻探高难度的高温深井、海上钻井、大斜度定向井、水平井，复杂工艺井和储层保护的重要手段。但是传统的白油和矿物油由于生物降解性差，容易对环境造成影响，此外以柴油、白油为基础配制的钻井液体系，流变性能仍不稳定，在低温情况下有时出现表观粘度急剧增大的现象，导致循环泵压力过大，严重影响钻井作业的正常运行，因此可生物降解、流变性好的合成基钻井液逐渐受到重视。
4.合成基钻井液也叫仿油基钻井液，是一种非水溶性合成油基钻井液，具有油基钻井液的作业性能，其组成与油基钻井液基本相同。合成基钻井液所含馏分基本不含芳香化合物，对哺乳动物基本无毒，现场使用后均能达到排放要求。目前已经在全球的800多口井进行了应用，这些井位于墨西哥湾、北海、远东、欧洲大陆、南美等地区和澳大利亚、墨西哥及俄罗斯等国家，其中，墨西哥湾和北海占到了90％。
5.国际上在二十世纪九十年代即有不同产品应用，在各大油服公司推动下，合成基钻井液得到快速发展。如baroid公司的petrofree体系、dowell公司的quad drill体系、mipark公司的bio-drill体系、m-i公司的novadrill体系等。
6.第一代合成基钻井液以酯基、醚基、聚α-烯烃、缩醛基等为代表，第二代合成基钻井液为线性α-烯烃、内烯烃、线性烷基苯、线性石蜡基为代表。
7.酯是最早用于配制钻井液的第一代合成材料，1990年3月在挪威用酯基钻井液钻井获得成功；受到酯基钻井液的启发，1991年人们又开发出醚基钻井液；1992年5月和6月，分别在挪威和墨西哥湾海上油田开始采用醚基钻井液，随后得到了较大规模的应用；1992年末，人们开始应用缩醛基钻井液，但是由于其使用成本高，实际应用较少。在其后的三年间(1993～1995年)，国外钻井液研究人员研制开发了线性烷基苯(lab)、线性石蜡(lp)、线性烯烃等为代表的第二代合成材料，其钻井液体系迅速地、广泛地应用于英国北海和墨西哥湾地区。随着煤制油产业的发展，费托合成油由于无硫、无氮杂质，具有一定的环保优势，受到人们的普遍关注，以shell公司为代表的能源公司开发出合成基烷烃型钻井液基础油，
并得到广泛应用。
8.费托合成是以含有氢气和一氧化碳的合成气为原料在催化剂和一定温度、压力等反应条件下合成碳氢化合物、含氧化合物和水的工艺过程，被广泛用于煤间接液化、天然气制油及生物质制油等石油替代技术中，对于缓解国内能源对石油资源的依赖性有重要意义。费托合成根据反应温度和产品组成可以分为两种，一种是在低温下(220～250℃)生成长链重油或费托蜡，碳数分布范围较宽，液相产物中从c4到c60甚至c100均有分布，其中80～90wt％均为正构烷烃，另外含有少量异构烃、烯烃、含氧化合物等组分，简称低温费托；另一种则是在高温下(300～350℃)合成低碳烷烃和烯烃，合成产物碳数分布较窄，主要集中在c20以下，其中烯烃组分含量占50wt％以上，简称高温费托，所得产品为高温费托油。
9.低温费托油以直链烷烃为主，是很好的烷烃基钻井液基础油的加工原料，通过控制适宜的馏分分布，可以调节产品闪点范围，沸点越高，相应的闪点越高。但与异构烷烃相比，直链烷烃倾点偏低，对于一些低温地区，直链烷烃基础油无法直接使用，必须进行加氢异构处理，将直链烷烃通过异构方式变为带支链的异构烷烃，降低油品倾点，拓宽基础油的适用范围。
10.cn105505347a公开了一种合成基钻井液基础油，由费托合成油和非传统石油衍生的精细化学品基础油的混合而成，含有至少35％质量分数的9～20碳原子的多种正构烷烃，含有至少60％质量分数的9～20碳原子的多种支链或环状烷烃，含有少于0.5％质量分数的芳烃。合成基钻井液基础油在40℃的运动粘度2～3mm2/s之间，倾点在-10～-30℃之间，闭口闪点50～80℃之间。
11.cn110964564a公开了一种费托合成基钻井液基础油及其制备方法，包括：将费托合成产物直接进行裂化异构化处理；将裂化异构化处理后的费托合成产物直接进行分馏得到基础油产品或者经加氢精制处理后，再进行分馏得到基础油产品；所得基础油产品中异构烷烃的比例为60wt％以上。其中所述分馏包括常压分馏，常压分馏的工艺条件为：塔顶温度100～120℃、塔顶压力0.01～0.2mpa、侧线抽出温度常一线170～190℃。该发明描述了从费托合成产物经加氢裂化异构处理后生产烷烃基钻井液基础油的加工流程。
12.cn105713661a公开了由费托合成产品制备基础油的方法，包括：a、将费托合成特定馏分产品通过蒸馏切割成几种馏分；b、对所得几种馏分中一种或几种馏分进行异构化处理，通过改变反应条件控制异构化程度在50～100％之间；c、根据钻井液的应用要求，将得到的经过异构处理与未经过异构处理的几种馏分油按比例进行调和；d、对调和后产品进行蒸馏，将加氢异构副产物低碳烃类除去，得到用于性能测试及商业化应用的基础油样品。
13.上述专利均利用低温费托合成油加工生产烷烃基钻井液基础油，大多需要经过异构化工艺，所得基础油通常以异构烷烃为主，含有少量正构烷烃。加氢裂化或者加氢异构过程通常为10mpa以上的高压反应过程，反应条件苛刻，装置能耗高，此外异构反应所用催化剂通常为贵金属催化剂，生产成本高。
14.现有的以烯烃组分为主的钻井液基础油，主要是聚α-烯烃基钻井液，来源于乙烯聚合生成的线性α-烯烃及其异构体的混合物或者内烯烃和内烯烃异构体的混合物。α-烯烃产物源自齐格勒链增长过程，产物以线性α-烯烃为主，这种油品的混合物一般倾点较高，也大多需要通过异构化的工艺处理，以实现降凝、降低倾点的目的。
15.wo9521226(a1)公开了一种用于地下油气井的钻井液流体，该流体的基础油为直
链和支链烯烃的混合物，大多数为直链烯烃，所述烯烃具有至少12个碳原子，优选c14至c18烯烃的钻井液，本发明的混合物中，大多数烯烃是线性的，指混合物中50～100％、优选60～100％、更优选70～80％的烯烃沿烃链不具有支化点，另一方面，进一步优选此类混合物还包含具有一些侧链支化的烯烃，优选支化烯烃占混合物的至少5％，优选至少10％。
16.wo9907805(a1)公开了一种用于制备低倾点钻井液的基础油混合物，基础油由主要是线性内十四烯的异构体和线性内十六烯的异构体组成，该基础油倾点低于-25℃，适用于寒冷和离岸区域的钻井。
17.通常以线性α-烯烃、内烯烃等为主要组成成分的钻井液基础油，虽然具有优良的粘度性能、较高的闪点，但是倾点较高，一般需要通过异构化来降低油品的倾点。wo0132590(a3)公开了一种适用于10～35个碳原子的乙烯基和亚乙烯基的直链α-烯烃混合物的异构化方法，异构化以后混合物中至少70重量％是二或三取代的内烯烃；至少20％(重量)是三取代的内烯烃；二取代的内烯烃中，至少20重量％的产物混合物是具有双键的二取代内烯烃在第四个或更高编号的碳原子位置，并且其中小于50重量％是在第二个或第三个编号碳原子位置具有双键的双取代内烯烃。本发明还公开了一种反相钻井液，其包含至少约50体积％的基础油，其中所述钻井液的基础油含量的至少约25体积％更为优选的是75体积％是上述经过异构化以后的混合物。
18.以上专利中，以饱和烷烃组分为主的基础油或是以α-烯烃、内烯烃等烯烃组分为主的基础油，大多需要通过加氢异构化的工艺处理，以实现降凝、降低倾点的目的。


技术实现要素：

19.基于以上所述，本发明的目的在于提供一种来源于费托合成油的富烯烃混合型钻井液基础油及其制备方法。本发明提供的富烯烃混合型钻井液基础油同时包含了烯烃和烷烃组分，兼顾烯烃基和烷烃基钻井液基础油的性能特点，无需经过异构化或加氢工艺处理，烯烃含量高，且该基础油粘度低，有利于提高实际钻井钻速，性能指标可调控灵活，产品适用范围广。
20.为此，本发明提供一种富烯烃混合型钻井液基础油，该钻井液基础油是由原料高温费托合成油经过蒸馏处理和脱氧处理得到的，所述钻井液基础油的初馏点为150～250℃，终馏点为300～400℃，具有10～28个碳的直链端烯烃和内烯烃以及10～28个碳的直链烷烃和异构烷烃，且所述钻井液基础油中所述直链端烯烃和内烯烃的总质量含量大于等于60％；所述钻井液基础油的硫和氮含量小于1ppm、闪点不低于80℃，倾点不高于-30℃，40℃时的运动粘度不大于2mm2/s。
21.具体的，高温费托油中含有大量的烯烃，占烃类总量50％以上，其中以α-烯烃为主，另有部分内烯烃和烷烃。高温费托油是在高温下(300～350℃)费托合成低碳烷烃和烯烃，合成产物碳数分布较窄，主要集中在c20以下，其中烯烃组分含量占50wt％以上。
22.另外，co和h2发生费托合成反应过程中，难以避免会生成含氧化合物，特别是高温费托油中含氧化合物含量可以高达10wt％以上，包括醇、醚、酸、酮、酯等不同类型。含氧化合物存在会加重油品味道，使用过程中容易有刺激性气味，同时会影响产品光、热稳定性，另外酸性物质存在极易引起钻杆、设备等金属腐蚀，影响使用过程的安全性，在进行下一步加工过程之前，必须进行含氧化合物脱除。而且，高温费托合成油品中含有大量烯烃，常规
的加氢精制手段在脱除含氧化合物的同时不可避免会将烯烃饱和，因此不太适用。通常采用非临氢手段，相对有效的处理措施包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学脱除法。
23.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油的初馏点为170～200℃，终馏点为300～350℃。
24.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油具有12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃以及12～24个碳的直链烷烃和异构烷烃。
25.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃质量含量大于等于60％。
26.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链烷烃质量含量不小于10％。
27.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的异构烷烃质量含量不小于10％。
28.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述钻井液基础油中氧元素质量含量不高于1.5％，优选不高于1％。
29.本发明所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其中优选的是，所述脱氧处理包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学脱除法中的至少一种。
30.本发明所述的一种富烯烃混合型钻井液基础油的制备方法，其中优选的是，包括以下步骤：将高温费托合成油进行一次馏分切割，将所得一次切割馏分油进行脱氧处理，氧元素质量含量不高于1％，脱氧后的一次切割馏分油再次进行二次馏分切割，得到初馏点150～250℃，优选170～200℃，终馏点300～400℃，优选300～350℃的富烯烃混合型钻井液基础油。
31.本发明所述的制备方法，其中优选的是，所述一次切割馏分油的初馏点为150～250℃，优选170～200℃，终馏点为300～400℃，优选300～350℃。
32.具体的，钻井液基础油关键物性参数包括闪点、倾点、密度、运动粘度等，物性参数指标高低对基础油性能和安全性有重要影响。钻井过程中，需要钻井液保持较好的流变性，粘度需要保持在适中的范围，粘度越高，流变性越差，容易产生压力波动，循环压耗大，钻速下降，容易造成卡钻，钻井液也不易维护；粘度过低，携带和悬浮能力差，洗井效果不良，容易造成重晶石和钻屑沉降引起卡钻。倾点主要影响低温环境下钻井液的使用，倾点越低适用范围越广，闪点主要影响使用过程的安全性，钻井过程中下探100米，温度约升高4℃，对于一些超深井，温度甚至达到200℃以上，闪点过低容易在施工工程中引起油品燃烧、爆炸等，出现安全事故，因此闪点应尽量做高；钻井过程中需要钻井液具有一定的密度，调节井内钻井液的静液柱压力，维持井壁稳定，通常需要添加重晶石调节，而加大基础油密度可以减少重晶石用量，避免重晶石添加量过多造成沉淀析出。
33.钻井液基础油馏分分布对物性参数高低起决定性作用，通常来说，油品分子量越大、碳数越高，闪点、倾点、密度、粘度均呈增大趋势。并且闪点主要与初馏点有关，初馏点越高闪点越大，倾点主要与终馏点有关，终馏点越高倾点越高，由于费托合成油碳数分布呈正态分布状，分布范围较宽，因此需要将过轻组分和过重组分切除，获得相对集中的碳数分布，使产品指标可控。本发明碳数集中主要通过精馏切割方式解决，利用不同馏分之间的沸点差，将轻重组分进行分离，分离过程主要控制油品的初馏点和终馏点，经过分离后所获得
的油品初馏点范围控制为150～250℃，终馏点范围控制为300～400℃。进一步优化切割分离所获得的油品初馏分范围控制为170～200℃，终馏点范围控制为300～350℃。
34.本发明的有益效果如下：
35.(1)本发明提供的钻井液基础油同时包含了烯烃和烷烃组分，兼顾烯烃基和烷烃基钻井液基础油的性能特点，无需经过异构化工艺处理，且该基础油粘度低，有利于提高实际钻井钻速，性能指标可灵活调控，产品适用范围广。
36.(2)使用本发明提供的钻井液基础油配制的钻井液，具有粘度低、破乳电压高、高温高压滤失量低等优点。
具体实施方式
37.以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，未注明的％为重量％。
38.本发明提供的富烯烃混合型钻井液基础油是由原料高温费托合成油经过蒸馏处理和脱氧处理得到的，所述钻井液基础油的初馏点为150～250℃，终馏点为300～400℃，具有10～28个碳的直链端烯烃和内烯烃以及10～28个碳的直链烷烃和异构烷烃，且所述钻井液基础油中所述直链端烯烃和内烯烃的总质量含量大于等于60％；所述钻井液基础油的硫和氮含量小于1ppm、闪点不低于80℃，倾点不高于-30℃，40℃时的运动粘度不大于2mm2/s。
39.具体的，高温费托油中含有大量的烯烃，占烃类总量50％以上，其中以α-烯烃为主，另有部分内烯烃和烷烃。高温费托油是在高温下(300～350℃)费托合成低碳烷烃和烯烃，合成产物碳数分布较窄，主要集中在c20以下，其中烯烃组分含量占50wt％以上。
40.另外，co和h2发生费托合成反应过程中，难以避免会生成含氧化合物，特别是高温费托油中含氧化合物含量可以高达10wt％以上，包括醇、醚、酸、酮、酯等不同类型。含氧化合物存在会加重油品味道，使用过程中容易有刺激性气味，同时会影响产品光、热稳定性，另外酸性物质存在极易引起钻杆、设备等金属腐蚀，影响使用过程的安全性，在进行下一步加工过程之前，必须进行含氧化合物脱除。而且，高温费托合成油品中含有大量烯烃，常规的加氢精制手段在脱除含氧化合物的同时不可避免会将烯烃饱和，因此不太适用。通常采用非临氢手段，相对有效的处理措施包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学脱除法。
41.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油的初馏点为170～200℃，终馏点为300～350℃。
42.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油具有12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃以及12～24个碳的直链烷烃和异构烷烃。
43.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃质量含量大于等于60％。
44.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链烷烃质量含量不小于10％。
45.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油中12～24个碳的异构烷烃质量含量不小于10％。
46.在一些实施例中，优选的是，所述钻井液基础油中氧元素质量含量不高于1.5％，
优选不高于1％。
47.在一些实施例中，优选的是，所述脱氧处理包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学脱除法中的至少一种。
48.本发明提供的富烯烃混合型钻井液基础油的制备方法，包括以下步骤：将高温费托合成油进行一次馏分切割，将所得一次切割馏分油进行脱氧处理，氧元素质量含量不高于1％，脱氧后的一次切割馏分油再次进行二次馏分切割，得到初馏点150～250℃，优选170～200℃，终馏点300～400℃，优选300～350℃的富烯烃混合型钻井液基础油。
49.在一些实施例中，优选的是，所述一次切割馏分油的初馏点为150～250℃，优选170～200℃，终馏点为300～400℃，优选300～350℃。
50.具体的，钻井液基础油关键物性参数包括闪点、倾点、密度、运动粘度等，物性参数指标高低对基础油性能和安全性有重要影响。钻井过程中，需要钻井液保持较好的流变性，粘度需要保持在适中的范围，粘度越高，流变性越差，容易产生压力波动，循环压耗大，钻速下降，容易造成卡钻，钻井液也不易维护；粘度过低，携带和悬浮能力差，洗井效果不良，容易造成重晶石和钻屑沉降引起卡钻。倾点主要影响低温环境下钻井液的使用，倾点越低适用范围越广，闪点主要影响使用过程的安全性，钻井过程中下探100米，温度约升高4℃，对于一些超深井，温度甚至达到200℃以上，闪点过低容易在施工工程中引起油品燃烧、爆炸等，出现安全事故，因此闪点应尽量做高；钻井过程中需要钻井液具有一定的密度，调节井内钻井液的静液柱压力，维持井壁稳定，通常需要添加重晶石调节，而加大基础油密度可以减少重晶石用量，避免重晶石添加量过多造成沉淀析出。
51.钻井液基础油馏分分布对物性参数高低起决定性作用，通常来说，油品分子量越大、碳数越高，闪点、倾点、密度、粘度均呈增大趋势。并且闪点主要与初馏点有关，初馏点越高闪点越大，倾点主要与终馏点有关，终馏点越高倾点越高，由于费托合成油碳数分布呈正态分布状，分布范围较宽，因此需要将过轻组分和过重组分切除，获得相对集中的碳数分布，使产品指标可控。本发明碳数集中主要通过精馏切割方式解决，利用不同馏分之间的沸点差，将轻重组分进行分离，分离过程主要控制油品的初馏点和终馏点，经过分离后所获得的油品初馏点范围控制为150～250℃，终馏点范围控制为300～400℃。进一步优化切割分离所获得的油品初馏分范围控制为170～200℃，终馏点范围控制为300～350℃。
52.测试方法
53.本发明中基础油组成采用日本电子的气相色谱仪—飞行时间质谱仪测定，氧元素质量含量采用perkinelmer公司的ea 2400仪器测定，闭口闪点采用gb/t261-2008测定，倾点采用gb/t 3535-2006测定，运动粘度采用gb/30515-2014测定。
54.原料及试剂来源
55.硅镁型吸附剂，国药沪试，fcp 60～100目。
56.实施例1:
57.某高温费托合成浆态床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度320℃，反应压力3mpa，收集反应器出口产品即高温费托油，将该油品加入5l精馏塔进行一次馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于170℃馏分，然后控制真空度50mmhg，切除大于320℃馏分，得到初馏点170℃，终馏点320℃的油品。所得馏分油使用硅镁型吸附剂进行脱氧处理，处理条件为：温度25℃，压力0.1mpa，馏分油与硅镁型吸附剂的
体积比为400:1，馏分油脱氧后的氧含量为0.42wt％。脱氧后的馏分油再次通过精馏塔进行二次馏分切割，切割条件与一次馏分切割相同，控制馏分切割温度，得到初馏点170℃，终馏点320℃的油品，即为富烯烃混合型钻井液基础油。所得基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃的总质量含量为64.3％，直链烷烃质量含量为14.2％，异构烷烃质量含量为16.4％。钻井液基础油物性指标如表1所示。
58.实施例2:
59.某高温费托合成浆态床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度320℃，反应压力3mpa，收集反应器出口产品即高温费托油，将该油品加入5l精馏塔进行一次馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于170℃馏分，然后控制真空度20mmhg，切除大于330℃馏分，得到初馏点170℃，终馏点330℃的油品。所得馏分油使用化学脱除法进行脱氧处理，处理条件为：将馏分油加入带机械搅拌装置的三口烧瓶里，加入甲醇和氢氧化钠配制的水溶液(配制方法：10％的甲醇水溶液和25％的氢氧化钠水溶液按照体积比1:3比例配制)，甲醇和氢氧化钠配制的水溶液与馏分油质量相同，在800r/min转速下搅拌4h，静置待溶液分层后，取上层油相至新的三口烧瓶中，加入等质量的脱盐水，开启搅拌一定时间后，静置待溶液分层，上层为脱氧精制后的馏分油，馏分油脱氧后的氧含量为0.38wt％。脱氧后的馏分油再次通过精馏塔进行二次馏分切割，切割条件与一次切割相同，控制馏分切割温度，得到初馏点170℃，终馏点330℃的油品，即为富烯烃混合型钻井液基础油。所得基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃质量含量70.0％，直链烷烃质量含量12.9％，异构烷烃质量含量13.1％。钻井液基础油物性指标如表1所示。
60.实施例3:
61.某高温费托合成浆态床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度320℃，反应压力3mpa，收集反应器出口产品，将该油品加入5l精馏塔釜进行一次馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于200℃馏分，然后控制真空度20mmhg，切除大于310℃馏分，得到初馏点200℃，终馏点310℃的油品。所得馏分油使用化学脱除法进行脱氧处理，处理条件同实施例2，在800r/min转速下搅拌4h，静置待溶液分层后，取上层油相至新的三口烧瓶中，加入等质量的脱盐水，开启搅拌一定时间后，静置待溶液分层，上层为脱氧精制后的馏分油，馏分油脱氧后的氧含量为0.32wt％。脱氧后的馏分油再次通过精馏塔进行二次馏分切割，切割条件与一次切割相同，控制馏分切割温度，得到初馏点200℃，终馏点310℃的油品，即为富烯烃混合型钻井液基础油。所得基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃的总质量含量为66.2％，直链烷烃质量含量为13.6％，异构烷烃质量含量为15.3％。钻井液基础油物性指标如表1所示。
62.实施例4:
63.某高温费托合成浆态床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度320℃，反应压力3mpa，收集反应器出口产品，将该油品加入5l精馏塔釜进行一次馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于180℃馏分，然后控制真空度50mmhg，切除大于300℃馏分，得到初馏点180℃，终馏点300℃的油品。所得馏分油使用硅镁型吸附剂进行脱氧处理，处理条件为：温度25℃，压力0.1mpa，馏分油与硅镁型吸附剂的体积比为400:1，馏分油脱氧后的氧含量为0.48wt％。脱氧后的馏分油再次通过精馏塔进行二次馏分切割，切割条件与一次切割相同，控制馏分切割温度，得到初馏点170℃，终馏点320℃的油
品，即为富烯烃混合型钻井液基础油。所得基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃的总质量含量为72.5％，直链烷烃质量含量为10.8％，异构烷烃质量含量为11.7％。钻井液基础油物性指标如表1所示。
64.实施例5:
65.某高温费托合成浆态床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度320℃，反应压力3mpa，收集反应器出口产品，将该油品加入5l精馏塔釜进行一次馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于190℃馏分，然后控制真空度10mmhg，切除大于350℃馏分，得到初馏点190℃，终馏点350℃的油品。所得馏分油使用溶剂萃取精馏法进行脱氧处理，以含甲醇95wt％的水溶液作为萃取剂，进行反复萃取以脱除馏分油中的含氧化合物，馏分油脱氧后的氧含量为0.46wt％。脱氧后的馏分油再次通过精馏塔进行二次馏分切割，切割条件与一次切割条件相同，控制馏分切割温度，得到初馏点190℃，终馏点350℃的油品，即为富烯烃混合型钻井液基础油。所得基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃的总质量含量为73.6％，直链烷烃质量含量为10.1％，异构烷烃质量含量为12.2％。钻井液基础油物性指标如表1所示。
66.对比例1：
67.低温费托合成固定床反应装置，以h2/co比为2:1的合成气为原料，装置操作温度220℃，反应压力2.5mpa，收集反应器出口产品，先在反应温度320℃，压力7mpa，空速2h-1
，氢油比500的工艺条件下进行加氢异构处理，催化剂使用中石油pic-812加氢异构催化剂。然后通过精馏塔进行馏分切割，精馏塔理论塔板数25块，利用常压精馏切除小于200℃馏分，然后控制真空度20mmhg，切除大于330℃馏分，控制初馏点200℃，终馏点330℃，最终得到异构烷烃占比80wt％的烷烃型钻井液基础油。
68.试验例1
69.使用本发明中来源于费托合成油的富烯烃混合型钻井液基础油，按照如下配方配制为油基钻井液进行钻井液性能测试，配方如下：240ml各实施例所得富烯烃混合型基础油或对比例所得烷烃型钻井液基础油、8％乳化剂、2.5％有机土、60ml 20％cacl2水溶液、2％cao、4％降滤失剂、666g重晶石(塔北重晶石)、油水比4：1。钻井液性能指标如表2所示。
70.表1钻井液基础油物性指标
[0071][0072]
表2钻井液性能指标
[0073][0074]
由表1可知，本发明各实施例提供的钻井液基础油同时包含了烯烃和烷烃组分，兼顾烯烃基和烷烃基钻井液基础油的性能特点，无需经过异构化工艺处理，且该基础油粘度低，有利于提高实际钻井钻速，性能指标可灵活调控，产品适用范围广。
[0075]
表2中，65℃测定流变性、破乳电压，150℃热滚16h后测定高温高压滤失量。由表2可知，使用本发明提供的钻井液基础油配制的钻井液，具有粘度低、破乳电压高、高温高压滤失量低等优点。
[0076]
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，该钻井液基础油是由原料高温费托合成油经过蒸馏处理和脱氧处理得到的，所述钻井液基础油的初馏点为150～250℃，终馏点为300～400℃，具有10～28个碳的直链端烯烃和内烯烃以及10～28个碳的直链烷烃和异构烷烃，且所述钻井液基础油中所述直链端烯烃和内烯烃的总质量含量大于等于60％；所述钻井液基础油的硫和氮含量小于1ppm、闪点不低于80℃，倾点不高于-30℃，40℃时的运动粘度不大于2mm2/s。2.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油的初馏点为170～200℃，终馏点为300～350℃。3.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油具有12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃以及12～24个碳的直链烷烃和异构烷烃。4.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链端烯烃和内烯烃的总质量含量大于等于60％。5.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油中12～24个碳的直链烷烃质量含量不小于10％。6.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油中12～24个碳的异构烷烃质量含量不小于10％。7.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述钻井液基础油中氧元素质量含量不高于1.5％，优选不高于1％。8.根据权利要求1所述的富烯烃混合型钻井液基础油，其特征在于，所述脱氧处理包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学脱除法中的至少一种。9.一种富烯烃混合型钻井液基础油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高温费托合成油进行一次馏分切割，将所得一次切割馏分油进行脱氧处理，氧元素质量含量不高于1.5％，优选不高于1.0％，脱氧后的一次切割馏分油再次进行二次馏分切割，得到初馏点150～250℃，优选170～200℃，终馏点300～400℃，优选300～350℃的富烯烃混合型钻井液基础油。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述一次切割馏分油的初馏点为150～250℃，优选170～200℃，终馏点为300～400℃，优选300～350℃。

技术总结
本发明涉及一种富烯烃混合型钻井液基础油，该钻井液基础油是由原料高温费托合成油经过蒸馏处理和脱氧处理得到的，所述钻井液基础油的初馏点为150～250℃，终馏点为300～400℃，具有10～28个碳的直链端烯烃和内烯烃以及10～28个碳的直链烷烃和异构烷烃，且所述钻井液基础油中所述直链端烯烃和内烯烃的总质量含量不小于60％；所述钻井液基础油的硫和氮含量小于1ppm、闪点不低于80℃，倾点不高于-30℃，40℃时的运动粘度不大于2mm2/s。使用本发明提供的钻井液基础油配制的钻井液，具有粘度低、破乳电压高、高温高压滤失量低等优点。本发明还涉及一种富烯烃混合型钻井液基础油的制备方法。备方法。


技术研发人员：王宗宝 肖海成 鲁玉莹 韩晓琳 孙启文 刘继森 杨正伟 张鹏 吕雉 于天学
受保护的技术使用者：山东能源集团有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/22