CN103184038A - 环保型低固相油基钻井液完井液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保型低固相油基钻井液完井液及制备方法，它由如下体积份配比的原料构成：基础油55～90、油基增粘剂1.0～3.0、乳化剂3.0～6.0、润湿剂 1.0～4.0、碱度调节剂 3～9、盐水10～45。该制备方法按如下步骤进行：a.取基础油，加入乳化剂、油基增粘剂、润湿剂、碱度调节剂，水浴40~60℃，以11×1000rpm的速度搅拌1～2h；b.将盐水溶液10-45体积份缓慢地加入到a步骤的液体中，水浴40～60℃，以11×1000rpm的速度搅拌3～5h，得产品。

Description

环保型低固相油基钻井液完井液及制备方法

技术领域

本发明涉及石油钻井液或完井液技术领域，尤其涉及一种环保型低固相油基钻井液完井液及制备方法。 

背景技术

随着石油钻探领域的不断拓展和油田的开发逐渐进入中后期，钻井作业的难度不断增加，高难度井经常遇到卡钻、井眼失稳、井漏和地层伤害等钻井工程难题，对钻井液完井液提出了更高、更全面的技术要求。 

油基钻井液完井液(包括油包水乳化钻井液完井液)因其具有强抑制性、剪切稳定性、强耐温性、保护油气层、润滑性能好、滤失量低、抗腐蚀性强等显著优点，已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护的重要手段。 

但油基钻井液完井液在应用过程中，钻遇高压地层时，地层压力较高，需要较高的钻井液密度来平衡地层压力。传统的油基钻井液完井液由于是用柴油作为连续相，在钻井中对环境造成危害，而仅用重晶石作为加重剂，固相含量高，又为钻井和完井带来诸多不便，对储层也容易造成损害，使其推广应用受到限制。 

当钻达储层时，一般的加重油基钻井液完井液含有较高的固相，常常会堵塞油层通道，造成油层污染，影响原油产量，而且高密度油基钻井液完井液重晶石沉降问题严重，为钻井施工和完井作业带来麻烦。 

发明内容

发明的目的之一是提供一种固相含量较低，对地层低污染、低伤害，地层渗透率恢复值高的环保型低固相油基钻井液完井液；目的之二是提供该环保型低固相油基钻井液完井液的制备方法。 

本发明的目的之一可提供如下技术措施来实现： 

该环保型低固相油基钻井液完井液由如下体积份配比的原料构成： 

基础油      55～90        油基增粘剂      1.0～3.0 

乳化剂      3.0～6.0      润湿剂          1.0～4.0 

碱度调节剂  3～9          盐水            10～45。 

本发明的目的之一还可提供如下技术措施来实现： 

所述的原料还包括1-3体积份的油基钻井液降滤失剂；所述的基础油是低毒矿物油或者合成基基液，内相为有机盐、无机盐或者两者复配盐水，盐水的浓度常温下可以是1～饱和(重量)；所述的低毒矿物油是5#、7#、15#或12#白油；所述的降滤失剂是改性沥青类物质、氧化沥青、油溶性树脂或松香；所述的油基增粘剂是油溶性高分子聚合物、亲油胶体；所述的油溶性高分子聚合物是丁苯橡胶和聚苯乙烯的合成产物；根据密度需要确定加入或不加入加重剂，基浆的密度一般可加重为0.9～1.59g/cm³；所述的盐水溶液为甲酸钾水溶液、乙酸甲水溶液、氯化钠水溶液或溴化锌水溶液；所述的惰性加重剂是重晶石或铁矿粉；所述的乳化剂是ZR-10和FR-10氧化脂肪酸类表面活性剂混合物。 

本发明的目的之二可通过如下技术措施来实现： 

该制备方法按如下步骤进行： 

a.取基础油，加入乳化剂、油基增粘剂、润湿剂、碱度调节剂，水浴40～60℃，以11×1000rpm的速度搅拌1～2h； 

b.将盐水溶液10-45体积份缓慢地加入到a步骤的液体中，水浴40～60℃，以11×1000rpm的速度搅拌3～5h，得产品。 

本发明是以低毒矿物油或合成基基液作为体系的基础油，利用有机盐或者无机盐先进行体系的加重，使体系具有一定的密度后，再根据密度需要确定加入或不加入重晶石粉，从而形成了环境友好、固相含量低的油基钻井液完井液体系。减少了堵塞产层的可能性，完井后地层的渗透性恢复高，油气井产量大，达到既环保又节约生产成本的目标。重晶石粉用来加重钻井液，平衡地层压力，重晶石粉的加入与否及加入量视密度情况和要求确定，可加入，也可不加入。 

本发明是一种固相含量低的油基钻井液完井液，能克服常规油基钻井液完井液因固相所带来的问题，使其在具有油基钻井液的优良性能的同时，还具有较高的密度和较低固相的特性，以提高油层保护和满足特定的地层钻井工程需要。 

本发明的低固相油基钻井液完井液采用低毒矿物油或合成基基液作为基础油，以有机盐或无机盐进行体系的加重，用少量的油基增粘剂提粘。由于该体系部分使用盐类作为加重剂，钻井液固相含量低，油层保护效果好，有助于提高钻井速度。 

这种环保型低固相油基钻井液完井液体系固相含量较低，具有环境友好性，同时具备良好的抑制性和润滑性，对地层低污染、低伤害，地层渗透率恢复值高。该技术可满足钻井液完井液对钻井工程的适应性、对环境保护的适应性、对油气层保护的适应性。 

本发明的钻井液完井液具有：(1)同等体积的该体系比全用重晶石加重的传统体系的固相减少了；(2)密度可达1.6g/cm³，(3)渗透率恢复值达到90％以上；(4)有助于钻速的提高；(5)抗温可达130℃；(6)可以减轻钻井液与完井液不相容所造成的不利影响；(7)减少钻井液颗粒堵塞振动筛筛布的可能性；(8)减少井眼失稳问题的发生；(9)完井后油井的产能高；(10)使用低固相油基钻井液配合相应的完井措施可有效提高钻速，缩短钻井周期。 

本发明对油气井工程的井下安全、储层保护、环境保护，甚至于提高勘探开发的进度与成功率均具有重要意义。 

附图说明

图1是盐的加量对钻井液基浆密度影响的曲线图。 

具体实施方式

基础油为白油或者是合成基基液，内相为有机盐、无机盐或者两者复配盐水，利用一定浓度的盐水与基液乳化，基浆的密度可加重为0.9～1.59g/cm³。 

实施例1： 

a.取55升5#白油，加入6.0升ZR-10和FR-10氧化脂肪酸类表面活性剂混合物、1.0升油溶性高分子聚合物、4.0升润湿剂、3升碱度调节剂，水浴60℃，以11×1000rpm的速度搅拌1h； 

b.将45升重量浓度为2％的甲酸钾水溶液缓慢地加入到a步骤的溶液中，水浴60℃，以11×1000rpm的速度搅拌3h，得产品。密度为0.95g/cm³体系的表观粘度为61mpa.s，动切力为10Pa，初终切为5/7，API失水小于3ml，电稳定性高于400V。钻井液稳定时间超过24h。 

实施例2： 

a.取90升5#白油，加入3.0升ZR-10和FR-10氧化脂肪酸类表面活性剂混合物、3.0升油溶性高分子聚合物、1.0升润湿剂、9升碱度调节剂，水浴40℃，以11×1000rpm的速度搅拌2h； 

b.将10升重量浓度为饱和的甲酸钾水溶液缓慢地加入到a步骤的液体中，水浴40℃，以11×1000rpm的速度搅拌5h，得产品。重晶石加重到密度1.60g/cm³，体系的表观粘度为105mpa.s，动切力为16Pa，初终切为5/7，API失水小于3ml，电稳定性高于400V。钻井液稳定时间超过30h。比同体积同油水比同密度的5#白油油包水泥浆固相含量减少了32g，7.5％的加量。 

实施例3： 

a.取70升5#白油，加入4.5升ZR-10和FR-10氧化脂肪酸类表面活性剂混合物、2.0升油溶性高分子聚合物、2.5升润湿剂、6升碱度调节剂，水浴50℃，以11×1000rpm的速度搅拌1.5h； 

b.将40升重量浓度为10％的甲酸钾水溶液缓慢地加入到a步骤的液体中，水浴50℃，以11×1000rpm的速度搅拌4.5h，得产品。密度为0.90g/cm³，体系的表观粘度为33mpa.s，动切力为6Pa，初终切为1/2，API失水小于等于3ml。电稳定性高于400V。钻井液稳定时间超过24h。 

实施例4： 

用合成基基液代替低毒矿物油，其他分别同实施例1-3。 

实施例5： 

同实施例1-4，不同的是在a步骤中还加入1升改性沥青类物质。 

实施例6： 

同实施例1-4，不同的是在a步骤中还加入3升改性沥青类物质。 

实施例7： 

用7#白油代替5#白油，其他分别同实施例1-6。 

实施例8： 

用12#白油代替5#白油，其他分别同实施例1-6。 

实施例9： 

用15#白油代替5#白油，其他分别同实施例1-6。 

实施例10： 

用合成基钻井液代替5#白油，其他分别同实施例1-6。 

实施例11： 

用氧化沥青代替性沥青类物质，其他分别同实施例1-10。 

实施例12： 

用油溶性树脂代替性沥青类物质，其他分别同实施例1-10。 

实施例13： 

用松香代替性沥青类物质，其他分别同实施例1-10。 

实施例14： 

用亲油胶体代替油溶性高分子聚合物，其他分别同实施例1-10。 

实施例15： 

用乙酸甲水溶液代替甲酸钾水溶液，其他分别同实施例1-15。 

实施例16： 

用氯化钠水溶液代替甲酸钾水溶液，其他分别同实施例1-15。 

实施例17： 

用溴化锌水溶液代替甲酸钾水溶液，其他分别同实施例1-15。 

以上所述，仅为本发明其中的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围：即凡根据本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求的范围所涵盖。 

Claims (10)

1.环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于它由如下体积份配比的原料构成：

基础油           55～90                 油基增粘剂      1.0～3.0                   

乳化剂          3.0～6.0                 润湿剂          1.0～4.0                      

碱度调节剂        3～9                  盐水             10～45。

2.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的原料还包括1-3体积份的油基钻井液降滤失剂。

3.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的基础油是低毒矿物油或者合成基基液。

4.根据权利要求3所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的低毒矿物油是5#、7#、15#或12#白油。

5.根据权利要求2所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的降滤失剂是改性沥青类物质、氧化沥青、油溶性树脂或松香。

6.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的油基增粘剂是油溶性高分子聚合物、亲油胶体。

7.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述盐为有机甲酸盐类、乙酸盐类或无机盐。

8.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的盐水溶液为甲酸钾水溶液、乙酸甲水溶液、氯化钠水溶液或溴化锌水溶液。

9.根据权利要求1所述的环保型低固相油基钻井液完井液，其特征在于所述的乳化剂是ZR-10和FR-10氧化脂肪酸类表面活性剂混合物。

10.权利要求1的环保型低固相油基钻井液完井液制备方法，其特征在于该制备方法按如下步骤进行：

a.取基础油，加入乳化剂、油基增粘剂、润湿剂、碱度调节剂，水浴40~60℃，以11×1000rpm的速度搅拌1～2h；

b.将盐水溶液10-45体积份缓慢地加入到a步骤的液体中，水浴40～60℃，以11×1000rpm的速度搅拌3～5h，得产品。