CN103555303A - 一种环保仿油基钻井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种环保仿油基钻井液及其制备方法，钻井液原料配比为：聚胺抑制剂0.6～0.8份，甲基葡萄糖甙12～15份，纳米乳液2～3份，高温保护剂0.2～0.4份，重晶石0～30份，膨润土1～3份，碳酸钠0.1～0.3份，氢氧化钠0.1～0.3份，低粘派克0.2～0.5份，两性离子包被剂0.1～0.2份，水80～100份。制备方法包括：1）.将氢氧化钠和碳酸钠分别加入水中，搅拌；2）.再将膨润土加入水中，高速搅拌；常温静置；3）.将步骤2）的溶液搅拌；在搅拌过程中加入甲基葡萄糖甙，持续搅拌；4）.在步骤3）的溶液中依次加入两性离子包被剂、低粘派克、高温保护剂、聚胺抑制剂和纳米乳液，前述顺序组分在加入间隔进行搅拌；5）.调节钻井液密度。

Description

一种环保仿油基钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻井液，具体是一种环保仿油基钻井液，以及该钻井液的制备方法。
背景技术
钻井液是油气井开发过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称，是油气井开发过程中的血液。油基钻井液具有良好的抑制性、封堵性、润滑性和流变性，在复杂井、高难度井中得到了广泛应用。然而，油基钻井液不仅存在配制成本高和对固控设备要求高等缺陷，而且还存在岩屑与废液环保处置难度大和流变性不易控制等难题。
为了适应复杂井、高难度井的开发要求，及克服油基钻井液的缺陷，行业内加大了对高效水基钻井液的研究，各种研究成果在公开出版物上屡见报道，例如中国专利文献公开的“快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液”（公开号：CN 101717624，公开日：2010年6月2日）、“一种强抑制、高润滑水基钻井液及其制备方法”（公开号：CN 102433109，公开日：2012年5月2日）等，但至今未见有与本发明内容相同或相近的技术公开。
发明内容
本发明的在于：针对上述现有技术的不足，基于聚胺抑制剂的机理，提供一种抑制性强、润滑性好、流变性高、制备成本低、环保可靠的环保仿油基钻井液，以及该钻井液的制备方法。
本发明采用的技术方案是，一种环保仿油基钻井液，所述钻井液的原料配比按以下重量份数计：
聚胺抑制剂               0.6～0.8份，
甲基葡萄糖甙             12～15份，
纳米乳液                 2～3份，
高温保护剂               0.2～0.4份，
重晶石                   0～30份，
膨润土                   1～3份，
碳酸钠                   0.1～0.3份，
氢氧化钠                 0.1～0.3份，
低粘派克                 0.2～0.5份，
两性离子包被剂           0.1～0.2份，
水                       80～100份。
一种上述环保仿油基钻井液的制备方法，包括下列顺序步骤：
1）. 将氢氧化钠和碳酸钠分别加入水中，进行搅拌；
2）. 再将膨润土加入水中，高速搅拌；常温静置； 
3）. 将步骤2）的静置溶液搅拌；在搅拌过程中加入甲基葡萄糖甙，持续搅拌；
4）. 在步骤3）的溶液中依次加入两性离子包被剂、低粘派克、高温保护剂、聚胺抑制剂和纳米乳液，前述顺序的组分在加入间隔进行搅拌；
5）. 根据钻井液的密度要求，在步骤4）的钻井液中加入重晶石，搅拌均匀，调节钻井液密度。
步骤1）的搅拌时间为3～8分钟。
步骤2）的高速搅拌时间为15～25分钟。
步骤2）的常温静置时间≥15小时。
步骤3）的持续搅拌时间为3～8分钟。
步骤4）的搅拌时间为3～8分钟。
本发明的有益效果是：将相互配伍、协同的原料进行合理分配组合，使聚胺抑制剂和甲基葡萄糖甙成为主要处理剂，聚胺抑制剂能介入并缩小粘土电极之间的距离、阻止水分子穿透，以此抑制油气井岩层膨胀和水化分散，从而稳定油气井的井壁，形成可靠的抑制性，高剂量的甲基葡萄糖甙在起到一定润滑特性的同时，其成膜机理有助于进一步保障井壁稳定，对储层形成保护，况且甲基葡萄糖甙为糖类化合物，有一定的降解性，有利于环保处置；这种以聚胺抑制剂和甲基葡萄糖甙为主要处理剂的钻井液，能够改善滤液的性质，减少油气井岩层的水化膨胀能力，也能有效抑制储层中粘土矿物对储层的伤害，可靠性高；以聚胺抑制剂和甲基葡萄糖甙为主要处理剂的水基钻井液抑制性强、润滑性好、流变性高，具有类似油基钻井液的特点，但与油基钻井液相比，具有成本低、环保兼容性强、对固控设备要求低等优点；
此外，本发明的制备方法简单易行，能够将高效水基型钻井液方便配制，配制的经济性和可操作性强，配制成的钻井液具有低失水、低摩阻、环保性好、性能稳定、流变性易于控制等特点，应用前景好。
具体实施方式
下面以列表的方式举出本发明的多个优选实施例，以此详细说明本发明的内容。本发明优选的5个实施例详见表1。
表1     本发明的五组配方（原料组分及含量，单位：重量份）
上述聚胺抑制剂采用聚胺抑制剂NH-1；纳米乳液采用润滑封堵剂SDJ-2；高温保护剂采用高温保护剂GBH；重晶石的密度为4.2g/cm3，重晶石的粒径可调整；膨润土采用NV-1；低粘派克采用降滤失剂LV-PAC；两性离子包被剂为两性离子聚合物包被剂。
上述各实施例的制备方法，包括下列顺序步骤：1）.将氢氧化钠和碳酸钠分别加入水中，进行搅拌，搅拌时间为3～8分钟（例如4分钟，或6分钟，亦或8分钟）；2）.再将膨润土加入水中，高速搅拌，高速搅拌时间为15～25分钟（例如15分钟，或20分钟，亦或25分钟）；常温静置，常温静置时间≥15小时（例如17小时，或22小时等）；3）.将步骤2）的静置溶液搅拌；在搅拌过程中加入甲基葡萄糖甙，持续搅拌，持续搅拌时间为3～8分钟（例如4分钟，或6分钟，亦或8分钟）；4）.在步骤3）的溶液中依次加入两性离子包被剂、低粘派克、高温保护剂、聚胺抑制剂和纳米乳液，前述顺序的组分在加入间隔（即前序组分加入完毕，需要加入后序组分）进行搅拌，搅拌时间为3～8分钟（例如4分钟，或6分钟，亦或8分钟）；5）.根据钻井液的密度要求，在步骤4）的钻井液中加入重晶石，搅拌均匀，调节钻井液密度。
本发明在室内进行了试验，并在现场进行了使用，根据试验结果及现场使用证明，本发明抑制性16小时的线性膨胀率为2.23%，二次滚动回收率（过100目）达98.96%，达到油基钻井液体系的性能指标要求；且本发明在150℃温度条件下，密度达2.28g/cm3时，性能稳定，无重晶石沉淀，高温稳定性好。本发明的极压润滑系数仅为0.1183，接触角类似于机油，为54°；同时，本发明经室内试验及现场使用证明，能够抗10%的NaCl污染，抗15%的钻屑污染，抗1.0%CaCl2和1.5%CaO污染，当滤液中HCO3-＞8000mg/l，CO2污染对本发明的性能影响较小。本发明与各主要钻井液性能数据对比参见表2。
 
表2               本发明与各主要钻井液性能数据对比表
注：HTHP失水温度为120℃／3.5Mpa；滚动回收率条件为120℃／16h。
透过上表可以清楚看出：本发明的性能明显优于常规的聚磺钻井液和聚磺混油钻井液，在抑制性和润滑性方面与油基钻井液相当，但流变性和失水控制能力方面略差于油基钻井液，总体而言，本发明能够达到油基钻井液的性能基本要求。

Claims (7)

1.一种环保仿油基钻井液，其特征在于，所述钻井液的原料配比按以下重量份数计：
聚胺抑制剂               0.6～0.8份，
甲基葡萄糖甙             12～15份，
纳米乳液                 2～3份，
高温保护剂               0.2～0.4份，
重晶石                   0～30份，
膨润土                   1～3份，
碳酸钠                   0.1～0.3份，
氢氧化钠                 0.1～0.3份，
低粘派克                 0.2～0.5份，
两性离子包被剂           0.1～0.2份，
水                       80～100份。
2.一种权利要求1所述环保仿油基钻井液的制备方法，包括下列顺序步骤：
1）. 将氢氧化钠和碳酸钠分别加入水中，进行搅拌；
2）. 再将膨润土加入水中，高速搅拌；常温静置； 
3）. 将步骤2）的静置溶液搅拌；在搅拌过程中加入甲基葡萄糖甙，持续搅拌；
4）. 在步骤3）的溶液中依次加入两性离子包被剂、低粘派克、高温保护剂、聚胺抑制剂和纳米乳液，前述顺序的组分在加入间隔进行搅拌；
5）. 根据钻井液的密度要求，在步骤4）的钻井液中加入重晶石，搅拌均匀，调节钻井液密度。
3. 根据权利要求2所述环保仿油基钻井液的制备方法，其特征在于，步骤1）的搅拌时间为3～8分钟。
4.根据权利要求2所述环保仿油基钻井液的制备方法，其特征在于，步骤2）的高速搅拌时间为15～25分钟。
5.根据权利要求2所述环保仿油基钻井液的制备方法，其特征在于，步骤2）的常温静置时间≥15小时。
6.根据权利要求2所述环保仿油基钻井液的制备方法，其特征在于，步骤3）的持续搅拌时间为3～8分钟。
7.根据权利要求2所述环保仿油基钻井液的制备方法，其特征在于，步骤4）的搅拌时间为3～8分钟。
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