CN102816557A

CN102816557A - 环境友好型钻井液(efd)

Info

Publication number: CN102816557A
Application number: CN2012102690638A
Authority: CN
Inventors: 韩一波; 尹达; 龙平; 胥志雄; 腾学清; 宋周成; 罗东红; 张行云; 邹盛礼; 周志世; 卢虎; 孙明波; 杜小勇; 任风君; 韩川印; 潘慧
Original assignee: Xinjiang Spider Net Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Spider Net Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明属于油田钻井液体系，是利用无毒无害聚合物类包被剂或增粘剂和降滤失剂，以及植物脂和油类经改性合成和脂化反应得到植物沥青防塌剂和植物(生物)润滑剂，替代目前油田“三磺”或“聚磺”钻井液中使用的磺化石油沥青、矿物油润滑剂及磺化类降滤失剂，达到保护环境的目的。本发明所述钻井液基础配方为：包被剂或增粘剂占0.1-2.0％，降滤失剂占0.5-8.0％，植物沥青防塌剂固体和液体分别占0.5-10.0％，植物(生物)润滑剂占0.5-10.0％。本发明EFD钻井液在塔里木油田DH-27井、XT-1井及KS-2-2-14井等使用中取得良好效果，平均机械转速提高20％。

Description

环境友好型钻井液(EFD)

技术领域

本环境友好型钻井液(EFD)属于油田钻井液体系，是利用无毒无害聚合物类包被增粘剂和降滤失剂，以及植物脂和油类经改性合成和醋化反应到植物沥青防塌剂和植物润滑剂，替代目前油田“三磺”钻井液中使用的磺化石油沥青、矿物油类润滑剂及磺化类降滤失剂，达到保护环境的目的。

背景技术目前，油田钻井液体系主要为“三磺”钻井液和“聚磺”钻井液，采用石油沥青作为防塌剂，矿物油类作为润滑剂和磺化酚醛树脂及褐煤树脂作为降滤失剂，钻井液颜色为粘糊状黑褐色，其生物毒性和生物降解性均达不到环保要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境友好型钻井液，本钻井液主要处理剂是利用无毒无害聚合物类包被增粘剂和降滤失剂，以及植物脂和油类经改性合成和脂化反应得到植物沥青防塌剂和植物润滑剂，替代目前油田“三磺”钻井液和“聚磺”钻井液中使用的磺化石油沥青、矿物油类润滑剂及磺化类降滤失剂，达到保护环境的目的。

本发明采用的技术解决方案是：

1、EFD钻井液主要处理剂应具备三个条件：一、生物毒性、生物降解性、重金属含量和外观颜色达到环保要求；二、具有水溶性、油溶性或酸溶性，达到保护油气层的要求；三、性能指标能满足钻井施工要求。本环境友好型钻井液中包被剂或增粘剂分别使用聚丙烯酰胺钾盐KPAM(标准SY/T5946-2002)和聚合物增粘剂80A51(标准SY/T5661-1995)；降滤失剂采用无毒无害抗高温抗盐聚合物，其制备方法为：将顺丁烯二酸肝MA用蒸馏水在90℃下水解成顺丁烯二酸，在冷却条件下用NaOH调节PH值至中性，再按投料比加入AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)，再加入用少量蒸馏水溶解的丙烯酰胺(AM)，升温至60℃，加入二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)搅拌，通氮气30min后，加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，继续反应3h，剪切造粒70℃烘干粉碎即可。单体质量比为AM∶AMPS∶DMDAAC∶MA＝50∶30∶10∶10，引发剂浓度为0.3％(质量分数)单体总浓度30％(质量分数)；固体植物沥青防塌剂采用松香改性酚醛树脂经粉碎过80-120目筛，再与天然柠檬酸和无水亚硫酸钠按质量比混合，比例为98∶1∶1，液体植物沥青防塌采用植物沥青、水和双十烷基二甲基氯化铵(或其它季铵盐沥青乳化剂)，按质量比50-70∶49.5-28∶0.5-2在50℃-90℃温度条件下搅拌乳化而成；植物润滑剂采用生物柴油90-95％(质量比)和司盘80为5-10％常温搅拌而成。

本发明中所述包被剂或增粘剂、降滤失剂、植物沥青防塌剂和植物润滑剂应符合以下技能指标。

表一钻井液用聚丙烯酰胺钾盐技术指标，符合SY/T5946-2002标准

项目	指标
		外观	白色或淡黄色自由流动粉末
筛余量，％	≤10.0
		水份，％	≤10.0
纯度，％	≥75.0
		水解度，％	27.0～35.0
钾含量，％	≥11.0
		氯离子古量，％	≥7.0
特性粘数，100ml/g	≥6.0
		岩心线膨胀降低率，％	≥40.0

表二钻井液用聚合物增粘剂80A51技术指标，符合SY/T5661-1995标准

项目	指标
		外观	白色或淡黄色自由流动粉末
特性粘度，DI/g	≥6.0
		水份，％	≤8.0
细度，％(0.9mm筛孔筛余)	≤5.0

表三聚合物降滤失剂技术指标

表四植物沥青防塌剂技术指标

项目	技术指标
		外观	白色颗粒或黄褐色液体
HTHP滤失量，ml/30min	≤30.0
		生物毒性E050(mg/l)	≥10.0万
酸值(mgkoh/g)	≤20.0
		软化点，0℃	60-160

表五植物润滑剂技术指标

项目	技术指标
		外观	浅黄色液体
10％淡水浆中润滑系数降低率，％(加试样0.5％)	≥50.0
		10％淡水浆中润滑系数降低率，％(加试样0.5％)	≥50.0
起泡率，％	≤10.0
		生物毒性EO₅₀(mg/l)	≥10.0万
酸值(mgkoh/g)	≤10.0

本环境友好型钻井液(EFD)基础配方为(重量比)：包被剂或增粘剂占0.1-2.0％、降滤失剂占0.5-80％、植物沥青防塌剂固体和液体分别占0.5-10.0％，植物润滑剂占0.5-10.0％，其介质为淡水(有机盐或无机盐水)或坂土浆(有机或无机盐水浆)，加重剂为石灰石粉、重晶石粉或铁矿石粉。

本环境友好型钻井液(EFD)生物毒性EO₅₀(mg/l)≥10.0万，生物降解性高及不含重金属成份，且钻井液颜色为淡黄色或浅灰色，完全达到环保要求。且综合性能指标达到钻井施工要求。

具体实施方式

坂土浆的配制：取蒸馏水1000ml，低速搅拌下加入40.0g试验用膨润土，Na₂CO₃ 1.5g，KOH 1.5g，连续搅拌20min后，在25℃±2℃温度下，置密闭容器中水化24h备用。

以下经过实例进一步说明本发明的基础配方和性能指标。

实例1

2％坂土浆+0.5％EFD包被剂+3.5％EFD降滤失剂+1.0％EFD生物润滑剂+3％EFD植物沥青防塌剂+10.0％KCL+28.0％石灰石粉(加重剂)，生物毒性EO₅₀(mg/l)＞10.0万，生物降解性(％)58.6，岩屑回收率(％)90.3、渗透率恢复值(％)91.2。其性能指标如下：

表五实例1性能指标

实例2

4％坂土桨+0.3％EFD包被剂+4.0％降滤失剂+4.0％EFD生物润滑剂+3.0％EFD植物沥青防塌剂+4.0％KCL+重晶石粉(密度1.80g/cm3)，生物毒性EO₅₀(mg/l)＞10.0万，生物降解性(％)51.8，岩屑回收率(％)92.5、渗透率恢复值(％)88.3。其性能指标如下：

表六实例2性能指标

实例3

4％盐水+1.0％EFD增粘剂+4.0％EFD降滤失剂+1.0％EFD生物润滑剂+3.0％EFD植物沥青防塌剂，生物毒性EO₅₀(mg/l)＞10.0万，生物降解性(％)68.3，岩屑回收率(％)98.2、渗透率恢复值(％)94.5。其性能指标如下：

表七实例3性能指标

以上实例说明，本发明生物毒性、生物降解性及其性能指标完全达到环保和施工要求。

Claims

1.环境友好型钻井液(EFD)，其特征是基础配方(重量比)包被剂或增粘剂占0.1-2.0％、降滤失剂占0.5-8.0％、植物沥青防塌剂固体和液体分别占0.5-10.0％、植物或生物润滑剂占0.5-10.0％。

2.根据权利要求1所述的环境友好型钻井液(EFD)，其特征是主要处理剂生物毒性EO₅₀(mg/l)≥10.0万、生物降解性≥50.0％，不含重金属成份。

3.根据权利要求1所述的环境友好型钻井液(EFD)其特征是采用植物沥青防塌剂替代石油沥青防塌剂、植物(生物)润滑剂替代矿物油润滑剂，以及植物沥青防塌剂和植物(生物)润滑剂的制配方法。