CN103805147A - 一种油基钻井液有机土激活剂 - Google Patents

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米远祝
罗跃
李建成
柳颖
王丽君
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    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
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Abstract

本发明涉及一种油基钻井液有机土激活剂，属石油钻井工程化学处理剂设计技术领域，其特征在于其组成为醇类化合物和酯类化合物，其中各组分的重量百分比为：醇类化合物：75--95％；酯类化合物：5--25％；所述的醇类化合物为一级醇中的一种、或一级醇中的一种与二级醇的混合、或一级醇中的一种与三级醇的混合；所述的一级醇为甲醇、乙醇、正丁醇；所述的二级醇为乙二醇；所述的三级醇为丙三醇；所述的酯类化合物为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸烯丙酯、丙烯酸乙酯中的一种。本发明提供的一种油基钻井液有机土激活剂，加入后可实现有机土在基油中快速配浆成胶，具有适用范围广、与其它处理剂相容性好、经济实用的特点。

Description

一种油基钻井液有机土激活剂
技术领域：
本发明涉及一种油基钻井液有机土激活剂，属石油钻井工程化学处理剂设计技术领域。
背景技术：
随着勘探开发的不断深入，一些高温深井以及地质情况复杂的井，利用现有的水基钻井液体系及技术难以满足这些地区勘探开发的要求，钻井事故频繁，因此抗高温高密度的油基钻井液体系得到越来越多的应用。油基钻井液由于具有润滑性能优良、抑制性强、井壁稳定性和抗温性能好等优点而得到广泛应用。利用油基钻井液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。从油基钻井液的发展历程来看，它正朝着抗高温、提高钻速、携岩能力强、降低成本及防止污染等方向发展。由于各国对环境保护的规定越来越严格，国外从80年代开始就采用以矿物油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体和乳化水为组份的低毒(或无毒)油包水乳化钻井液，这类体系不仅具有柴油基钻井液的各种优点，还能有效地防止环境污染，特别适用于在海洋钻探中使用。
在油基钻井液中，有机土是钻井液中的最基本的亲油胶体，有机土是由亲水的膨润土与季胺盐类阳离子表面活性剂发生相互作用后制成的亲油粘土，其在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性、耐水性及化学稳定性，在涂料、冶金、航空、化纤等领域具有广泛的应用。有机土既可提高体系的黏度和切力，又能降低体系的滤失量，因此有机土是油基钻井液中不可缺少的添加剂；制备性能优良的有机土是配制高性能油基钻井液的前提，其性能的好坏将直接影响钻井液的流变性和携岩能力。
有机土在使用过程中，由于其本身性能的不同以及不同基油的差异，经常会出现配浆困难的问题，即有机土加入到基油中后，长时间难以成胶，稍微静置便会出现沉淀分层的现象，这既影响了配浆效率，增加配浆成本，又严重影响了后续其它处理剂的加入。如何使有机土能快速激活，在基油中能快速配浆成胶，是油基钻井液研究中亟待解决的问题。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油基钻井液有机土激活剂，加入后可实现有机土在基油中快速配浆成胶，具有适用范围广、与其它处理剂相容性好、经济实用的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的一种油基钻井液有机土激活剂，其组成为醇类化合物和酯类化合物，其中各组分的重量百分比为：
醇类化合物：75--95%；
酯类化合物：5--25%；
所述的醇类化合物为一级醇中的一种、或一级醇中的一种与二级醇的混合、或一级醇中的一种与三级醇的混合；其中二种混合的重量百分比为：一级醇：80--100%；二级醇或三级醇：0--20%；
所述的一级醇为甲醇、乙醇、正丁醇；
所述的二级醇为乙二醇；
所述的三级醇为丙三醇；
所述的酯类化合物为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸烯丙酯、丙烯酸乙酯中的一种；
所述的醇类化合物中的一级醇优选为乙醇；
所述的酯类化合物优选为乙酸乙酯。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、本发明所述的有机土激活剂的使用温度大于200℃，且无毒环保。
2、本发明所述的有机土激活剂适用于不同类型的有机土，具有良好的相容性和广泛的适用性。
3、在基油和有机土体系中，加入本发明所述的有机土激活剂0.5－1.5%（wt%），可实现快速配浆，成胶率为100%。
具体实施方式：
实施例1：
本发明所提供的一种油基钻井液有机土激活剂，其中各组分的重量百分比为：乙醇：90%；乙二醇3%；乙酸正丁酯7%。
实施例2：
本发明所提供的一种油基钻井液有机土激活剂，其中各组分的重量百分比为：乙醇：85%；丙三醇：5%；乙酸乙酯：10%。
本发明所提供的一种油基钻井液有机土激活剂的应用。
1、在350mL5#白油中加入3%(wt%)有机土，然后再加入1%(wt%)实施例1的有机土激活剂，测试其热滚前后的流变性能。热滚温度分别为150℃、200℃，热滚时间为16h，其流变性能数据如表1所示。
由表1中数据可知，加入实施例1的有机土激活剂后，体系的流变性能明显变好，而且抗温可达200℃。在未加激活剂时，体系在热滚前后均快速分层沉淀，而加入激活剂以后，热滚前后均不产生沉淀，而且胶体率可达100%。
表1实施例1的有机土激活剂的流变性能测试数据
Figure BDA00002385329600041
2、在350mL5#白油中加入3%(wt%)有机土，然后再加入1%(wt%)实施例1的有机土激活剂后，再补充全配方油基钻井液的其它组分，然后测定全配方钻井液热滚前后的流变性能。热滚温度分别为150℃、200℃，热滚时间为16h，其不同情况下的流变性能数据如表2所示。全配方油基钻井液的组成为：3%有机土+2%降失水剂+0.3%氧化钙+3%超细碳酸钙+1%氧化沥青+重晶石+1.0%增粘剂。
由表2中数据可知，加入激活剂后，体系的流变性能明显变好，抗温可达200℃。在未加激活剂时，体系在热滚前后均有沉淀产生，加入激活剂以后，热滚前后均成胶良好，不产生沉淀。
表2实施例1的有机土激活剂对全配方钻井液体系的影响
Figure BDA00002385329600051
3、在350mL5#白油中加入3%(wt%)有机土，然后再加入1%(wt%)实施例2的有机土激活剂，测试其热滚前后的流变性能。热滚温度分别为150℃、200℃，热滚时间为16h，其流变性能数据如表3所示。
由表3中数据可知，加入激活剂后，体系的流变性能明显变好，而且抗温可达200℃。在未加激活剂时，体系在热滚前后均快速分层沉淀，而加入激活剂以后，热滚前后均不产生沉淀，而且胶体率可达100%。
表3实施例2的有机土激活剂的流变性能测试数据

Claims (3)

1.一种油基钻井液有机土激活剂，其特征在于其组成为醇类化合物和酯类化合物，其中各组分的重量百分比为：
醇类化合物：75--95％；
酯类化合物：5--25％；
所述的醇类化合物为一级醇中的一种、或一级醇中的一种与二级醇的混合、或一级醇中的一种与三级醇的混合；其中二种混合的重量百分比为：一级醇：80--100％；二级醇或三级醇：0--20％；
所述的一级醇为甲醇、乙醇、正丁醇；
所述的二级醇为乙二醇；
所述的三级醇为丙三醇；
所述的酯类化合物为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸烯丙酯、丙烯酸乙酯中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种油基钻井液有机土激活剂，其特征在于所述的醇类化合物中的一级醇优选为乙醇。
3.根据权利要求2所述的一种油基钻井液有机土激活剂，其特征在于所述的酯类化合物优选为乙酸乙酯。
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