CN101948678A - 一种无毒的甲酸钾聚合醇钻井液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油气田钻井作业中的无毒的甲酸钾聚合醇钻井液。该钻井液达到对环境无污染、无毒、易清洗，同时具有防塌、封堵作用，保护井壁和油气层。其技术方案是：制备该钻井液处理剂所用原料的组成及和含量是，溶剂为水、以质量为100g；液相加重剂用甲酸钾270-300g；降滤失剂用淀粉2-3g；增粘剂用黄原胶0.3-0.5g；粒子填充剂用碳酸钙粉末2-4g；杀菌剂用36％的甲醛1-2g。本钻井液从添加剂的源头入手实现钻井液体系的环保性；同时具有良好的防卡、润滑作用，对硬脆性页岩、破脆性底层、微裂缝及微裂缝发育的地层具有防塌、封堵作用。该钻井液体系的环保性能符合国家污水排放标准，用于油气田钻井作业中。

Description

一种无毒的甲酸钾聚合醇钻井液

技术领域

本发明涉及一种用于油气田钻井作业中的无毒的甲酸钾聚合醇钻井液，是一种抑制性优异的无毒钻井液。

背景技术

随着国际钻井技术的发展，环境保护问题在国际石油工作者中已经越来越受到重视。钻井液添加剂的环保问题更是提高整个钻井技术环保能力的关键因素。现有的成熟环保体系总是含有这样或那样的缺点，要配制真正环境友好型钻井液，比较安全和现实的办法是使用无毒水基钻井液添加剂，一开始就从添加剂的选择上避开环保问题。不过，在选择钻井液体系时，不仅要考虑环保的要求，而且还要满足技术的要求。目前世界油井作业面临着新的挑战，在保证钻井液体系环保性能的前提下，对钻井液的密度、抗温能力都有更高的要求。

就目前水基钻井液的使用情况来看，钻井液及其滤液，或多或少均存在毒性问题，常常遭致农民的训斥和受到处罚，加之环境法规的严格监控，钻井液技术被迫向低(无)毒性方向发展。从既能满足目前钻井液成本接受程度，钻井液又能基本上达到排放要求，同时能够实现摩阻压耗小，热稳定性好，水力特性优良，页岩抑制性强，失水造壁性好，保护油气层等苛求要求的角度出发，同时又能更好地配合地质录井获得准确数据，研制出真正环境友好型钻井液体系，是目前乃至将来迫切期望的大事。

发明内容

本发明是以甲酸钾，聚合醇，淀粉为主要钻井液添加剂，配制了无膨润土型甲酸钾聚合醇钻井液体系，该体系无毒，不加入重金属离子即能达到一定的液相密度。这种钻井液体系无毒、无污染、可以达到环保要求，同时不影响地质录井。该无毒钻井液体系不同于其他常见的无毒钻井液体系。该体系本身不含膨润土，流变性能易于调节。且甲酸钾与聚合醇的协同作用可以很大程度的提高体系的抗温能力，同时它与刚性超细碳酸钙配伍使用，能实行有效暂堵，保护储层。

本发明的目的是：为了使钻井液既能达到对环境无污染、无毒、易清洗，同时具有防塌、封堵作用、保护井壁和油气层、降低失水、具有一定密度的效果，特提供一种无毒的甲酸钾聚合醇钻井液。

为了实现上述目的，本发明的主要技术方案是：

一种无毒的甲酸钾聚合醇钻井液，其特征在于：制备该钻井液处理剂所用原料的组分及含量如下，其中含量的质量单位为克或千克：溶剂为水、代号H₂O，质量100g；液相加重剂是用甲酸钾、代号HCOOK，270-300g；降滤失剂是用淀粉、2-3g；增粘剂用黄原胶、代号XC，0.3-0.5g；抑制剂是用聚合醇、代号JLX-B-S，3-5g；粒子填充剂是用碳酸钙粉末，2-4g；杀菌剂是用36％的甲醛，1-2g；

其制备方法是：先将100g水放入反应罐里，循环中加入液相加重剂甲酸钾270-300g；待完全溶解后缓慢加入降滤失剂淀粉2-3g，循环20分钟后，缓慢加入增粘剂黄原胶0.3-0.5g，加完后继续循环30分钟，直到该液体没有白色团状不溶物为止；然后一次性加入复配碳酸钙粉末(碳酸钙质量比200目∶800目∶1250目＝1∶3∶1)2-4g，再继续循环5-10分钟，加入抑制剂JLX-B-S，3-5g，最后一次性加入36％的甲醛1-2g，再循环5分钟，该产品为本发明无毒的甲酸钾聚合醇钻井液，代号KMG钻井液。

上述制备方法所用甲酸钾、增粘剂黄原胶XC、防腐剂36％甲醛均为市面上销售产品，聚合醇是由烯酸、烯基酰胺、烯基磺酸、烯基季铵盐与环氧乙烷、环氧丙烷、烯基单体聚合的一种聚合物。为市场销售产品，代号JLX-B-5购置时严格按行业标准或企标检验，合格者才能使用。具体见表1。

表1配制甲酸钾聚合醇钻井液体系所需基本原料明细表

本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：(1)本钻井液处理剂从添加剂的源头入手实现了钻井液体系的真正环保性；(2)具有良好的防卡、润滑作用，对硬脆性页岩、破碎性地层、微裂缝及微裂缝发育的地层，具有防塌、封堵作用，保护井壁；(3)本钻井液具有一定的液相密度，可以少加甚至不加入重金属离子，避免了重金属离子对环保性能的影响；(4)可以有效提高淀粉类降滤失剂的抗温性能，使体系即能保证环保要求又可以达到相关的钻井液技术参数。

具体实施方式

实例1：无毒的甲酸钾聚合醇(KMG)钻井液配制方法

先将100g水放入反应罐里，循环中加入甲酸钾300g；待完全溶解后缓慢加入降滤失剂淀粉3g，循环20分钟后，缓慢加入增粘剂黄原胶0.3g，加完后继续循环30分钟，直到该液体没有白色团状不溶物为止；然后一次性加入复配碳酸钙粉末(碳酸钙质量比200目∶800目∶1250目＝1∶3∶1)3g，再继续循环5-10分钟，加入5g抑制剂聚合醇JLX-B-S。最后一次性加入36％的甲醛2g，再循环5分钟，该产品为无毒的甲酸钾聚合醇钻井液。具体配制时按上述原料用量加倍。

实例2：无毒的甲酸钾聚合醇钻井液的相关性能(根据“SY/T5621-93钻井液测试程序”及其相关标准测定，实验结果见表2)

表2甲酸钾聚合醇钻井液性能

注：1.老化温度为150℃，HTHP失水条件150℃，30min，500psi。

2.测温：25℃。

表3KMG钻井液体系环保性能

注：1.钻井液的生物毒性采用发光菌法(GB/T15441-1995)测得；2.pH值采用便携pH检测仪测得(GB8978-1996)；3，重金属离子采用红外分光光度法(GB8978-1996)测得。

由表2、表3结果可以看出，KMG钻井液体系具有很好的降滤失效果，API失水在5ml以下，在老化温度为150℃，30min，500psi的条件下HTHP失水控制在13ml。KMG钻井液体系中碳酸钙粒子作为刚性颗粒与形成泥饼的材料很好的降低了钻井液的滤失量，也能有效提高酸化效率。该体系的环保性能相当完美，由于体系没有选用如铁矿粉、重晶石等重金属含量超标的常见固相加重剂。故KMG钻井液体系的重金属含量符合国家污水排放标准(GB8978-1996)。生物降解性能EC50符合发光菌检测标准(GB/T15441-1995)，pH值符合国家污水排放标准(GB8978-1996)。故KMG体系又称为一种环境友好型钻井液体系。

Claims (2)

1.一种无毒的甲酸钾聚合醇钻井液，其特征是：制备该钻井液处理剂所用原料的组分及含量如下，其中含量的质量单位为克或千克：溶剂为水、代号H₂O，100g；液相加重剂是用甲酸钾、代号HCOOK，270-300g；降滤失剂是用淀粉、2-3g；增粘剂用黄原胶、代号XC，0.3-0.5g；抑制剂是用聚合醇、代号JLX-B-S，3-5g；粒子填充剂是用碳酸钙粉末，2-4g；杀菌剂用36％的甲醛1-2g；

其制备方法是：先将100g水放入反应罐里，循环中加入液相加重剂甲酸钾270-300g；待完全溶解后缓慢加入降滤失剂淀粉2-3g，循环20分钟后，缓慢加入增粘剂黄原胶0.3-0.5g，加完后继续循环30分钟，直到该液体没有白色团状不溶物为止；然后一次性加入复配碳酸钙粉末2-4g，再继续循环5-10分钟，加入抑制剂JLX-B-S，3-5g，最后一次性加入36％的甲醛1-2g，再循环5分钟，该产品为无毒的甲酸钾聚合醇钻井液。

2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征是：所用粒子填充剂碳酸钙粉末，其粉末颗粒大小与质量比为200目∶800目∶1250目＝1∶3∶1。