CN102424747B - 合成基钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成基钻井液，其原料组成包括基液、碱度调节剂、加重剂和水；上述原料混匀形成的PH值为8.5-10、比重为1.2-2.0g/cm3的乳浊液即为所述钻井液；其中基液的原料组成包括柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油和二甲基硅油。该钻井液兼具了醚基类和α-烯烃类基钻井液的优点，其粘度受温度的变化影响较小，应用范围广；所选原料几乎不含芳香烃且价格较低，不但生产成本低，而且生物降解性好，对环境友好；可适应宽泛的酸碱条件；具有优良的表面活性、润滑性能和化学稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成基钻井液。
背景技术
合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复杂情况的性能要求，油基钻井液不能满足环境保护要求的情况下应运而生的。合成基钻井液一出现就显示出良好的发展前景，取得了显著的环境与经济效益。
基液是制作钻井液的主要成分，其性能指标决定了钻井液的绝大部分性能指标，例如闪点、粘度和凝固点等。目前，合成基钻井液的基液可分为酯基类、醚基类、α-烯烃类三种，上述三种基液都由单一组分或由两种以上性质相近的同类物质组成的单类组分制成，因而性能单一。用酯基类和醚基类基液制作的钻井液的主要存在以下缺点：一是基液分子中活泼的羧基易遭受碱性或酸性物质的破坏而生成醇和羧酸，因此在钻井过程中，酸性气体的侵入会导致酯水解，从而影响钻井液的稳定性，二是钻海井时，钻井液在停泵后由于海水的冷却作用可能降低到4℃附近，在如此低的温度下钻井液会变得太稠，从而导致泵压升高，造成地层破裂和井壁失稳等井下复杂情况。用α-烯烃类基液制作的钻井液，粘度较酯基类和醚基类低，因此解决了钻井液低温粘度大的问题，但随之而来的问题是钻井液的粘度低，使得钻井液流变性能受温度压力影响明显，导致井眼净化、重晶石沉降、高循环压耗等弊病。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成基钻井液。
为了实现上述发明目的，其特点在于制成合成基钻井液的原料组成包括基液、碱度调节剂、加重剂和水；上述原料混匀形成的PH值为8.5-10、比重为1.2-2.0g/cm3的乳浊液即为所述钻井液；其中基液的原料组成包括柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油和二甲基硅油；
所述碱度调节剂为氢氧化钙；
所述加重剂为重晶石粉；
所述基液与水的重量比为：1-9∶1；
所述柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油、二甲基硅油的重量比顺次为：1∶0.5-1∶1-5∶1-10∶1-3∶1-10∶1-3。
本发明的制备方法如下：（1）基液的制备：按基液的配比关系将各原料混合并搅拌成混合均匀的混合液即为基液；（2）钻井液的制备：向上述基液中加入水、碱度调节剂即氢氧化钙和加重剂即重晶石粉，然后搅拌混匀而形成的pH值为8.5-10、比重为1.2-2.0g/cm3的乳浊液即为钻井液。
本发明所用原料，均为市售商品，其中白油的型号是10#、二甲基硅油的运动粘度小于1000mm2/s（25℃）。
柠檬烯、双戊烯和乙二醇单丁醚组成了合成基钻井液的基液的基础液，使得本发明兼具了醚基类和α-烯烃类基液的优点，粘度受温度变化影响小，扩大了适应范围。作为表面活性剂的烷基糖苷和醇醚羧酸盐的添加，大大改善了基液的表面活性；烷基糖苷，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂；醇醚羧酸盐，是一类新型的多功能阴离子表面活性剂，它的一般结构式为：R-（OCH2CH2）nOCH2COONa(H)，与肥皂十分相似，但嵌入的EO链使其兼备阴离子和非离子表面活性剂的特点，可以在广泛的pH条件下使用。白油和二甲基硅油的添加，使得本发明具有优良的润滑性；白油是经过特殊的深度精制后的矿物油，白油基本组成为饱和烃结构，芳香烃、氮、氧、硫等物质含量近似于零，对环境友好，具有良好的氧化安定性，化学稳定性，光安定性，无色、无味，不腐蚀纤维纺织物；二甲基硅油无味无毒，具有生理惰性、良好的化学稳定性、电缘性和耐候性，粘度范围广，凝固点低，闪点高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力。
综上所述，本发明具有以下优点效果：（1）采用复配组分基液而配成的钻井液，兼具了醚基类和α-烯烃类钻井液的优点，其粘度受温度的变化影响较小，应用范围广。（2）所选原料几乎不含芳香烃且价格较低，不但生产成本低，而且生物降解性好，对环境友好。（3）可适应宽泛的酸碱条件。（4）具有优良的表面活性、润滑性能和化学稳定性。
本发明所用原料均无毒，绿色环保，在润滑性、地层保护性、高温流变性、高温高压滤失量等方面具有良好的特性。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明合成基钻井液的配方，这些实施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。
实施例1
按重量比关系，取柠檬烯1份、双戊烯0.5份、乙二醇单丁醚5份、烷基糖苷1份、醇醚羧酸盐1.95份、白油10份和二甲基硅油1.25份，将上述原料混合拌匀制得基液；向上述基液中加入氢氧化钙1份、重晶石粉9.43份和水2.3份，然后搅拌均匀制得的乳浊液即为钻井液。
实施例2
按重量比关系，取柠檬烯1份、双戊烯0.75份、乙二醇单丁醚3份、烷基糖苷5份、醇醚羧酸盐1.5份、白油1份和二甲基硅油3份，将上述原料混合拌匀制得基液；向上述基液中加入氢氧化钙0.45份、重晶石粉15.25份和水3.05份，然后搅拌均匀制得的乳浊液即为钻井液。
实施例3
按重量比关系，取柠檬烯1份、双戊烯1份、乙二醇单丁醚2.5份、烷基糖苷10份、醇醚羧酸盐3份、白油5份和二甲基硅油1.5份，将上述原料混合拌匀制得基液；向上述基液中加入氢氧化钙0.24份、重晶石粉39.99份和水8份，然后搅拌均匀制得的乳浊液即为钻井液。
实施例4
按重量比关系，取柠檬烯1份、双戊烯0.5份、乙二醇单丁醚1份、烷基糖苷7.5份、醇醚羧酸盐1份、白油2.5份和二甲基硅油1份，将上述原料混合拌匀制得基液；向上述基液中加入氢氧化钙0.1份、重晶石粉31.35份和水15份，然后搅拌均匀制得的乳浊液即为钻井液。
对上述实施例制得的钻井液进行检测，检测结果见表1。
表1 实施例1-4制得的钻井液的性能检测表
注：1.比重检测仪器：液态密度计YM-5，青岛百瑞达石油机械制造有限公司制造。2.API滤失量检测仪器：中压失水仪ZNS-2A，青岛百瑞达石油机械制造有限公司制造。
Claims (1)
1.一种合成基钻井液，其特征在于其原料组成包括基液、碱度调节剂、加重剂和水；上述原料混匀形成的pH值为8.5-10、比重为1.2-2.0g/cm3的乳浊液即为所述钻井液；其中基液的原料组成包括柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油和二甲基硅油；所述碱度调节剂为氢氧化钙；所述加重剂为重晶石粉；所述基液与水的重量比为：1-9∶1；所述柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油、二甲基硅油的重量比顺次为：1∶0.5-1∶1-5∶1-10∶1-3∶1-10∶1-3。
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