CN103834370A - 一种冻土层或严寒地区钻探用耐超低温钙基无固相钻井液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含了一种适用于超低温环境的耐低温无固相钻井液，由水100份、氯化钙10~30份、部分水解聚丙烯酰胺0.1~0.5份、增粘剂0.1~0.5份、降滤失剂1~5份、润滑剂1~5份、消泡剂1~3份组成。本发明提供的钻井液具有较强的耐低温能力，流变性好，适用于低温条件下的钻进工作，可为我国超低温冻土层和冬季严寒地区钻探施工提供技术支撑。

Description

一种冻土层或严寒地区钻探用耐超低温钙基无固相钻井液

技术领域

 本发明涉及冻土层和冬季严寒地区钻探用耐超低温钻井液及其配制方法。

背景技术

新疆、青海、西藏、黑龙江等地钻探施工单位会在冻土层和冬季严寒地区超低温环境下进行钻探施工。在这类低温环境中钻探施工时，由于钻孔内温度和环境温度可以达到甚至超过-30℃（超低温），经常发生由于钻井液温度降到凝固点以下结冰，导致钻井液无法循环，钻具被冻在孔内而无法继续施工。所以急需研究一种适合于超低温条件下使用的耐低温钻井液。在冻土层或冬季严寒条件下如何保持钻井液良好的流变性是耐低温钻井液急需解决的技术问题。目前，大部分耐低温钻井液使用以烃类物质为基础加有各种添加剂的液体(TC21型航空燃料、柴油机燃料等)、乙醇水溶液、乙二醇水溶液等，但这类钻井液对环境有一定污染，并且成本较高。本发明提出了一种适用于超低温冻土层和冬季严寒地区钻探用钻井液，该种钻井液在超低温条件下仍具有良好的流变性，可为我国冻土层和冬季严寒地区超低温钻探施工提供了技术支撑。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于冻土层和冬季严寒地区钻探用耐超低温钙基无固相钻井液，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：

水                         100份；

氯化钙                   10~30份；

部分水解聚丙烯酰胺      0.1~0.5份；

增粘剂                  0.1~0.5份；

降滤失剂                   1~5份；

润滑剂                     1~5份；

消泡剂                     1~3份。

优选地，上述的钻井液由如下重量份数的组分组成：

水                         100份；

氯化钙                   25~30份； 

部分水解聚丙烯酰胺      0.2~0.5份；

增粘剂                  0.2~0.5份；

降滤失剂                   1~5份；

润滑剂                     1~3份；

消泡剂                     1~3份。

优选地，所述增粘剂为植物胶和抗盐共聚物中的一种或其混合物。降滤失剂为改性淀粉和羧甲基纤维素钠盐中的一种或其混合物。

本发明提供的耐超低温钙基无固相钻井液制备方法是按重量份取氯化钙、部分水解聚丙烯酰胺、增粘剂、降滤失剂、消泡剂和润滑剂加入到水中，充分搅拌均匀即可。

本发明有益效果是：提供一种适用于冻土层或冬季严寒地区钻探用超低温钙基无固相钻井液。在超低温条件下，该钻井液具有较强耐低温能力和良好的流变性能，适于在超低温环境下钻探施工中使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利的限定。

本发明提供的耐超低温钙基无固相钻井液制备方法是：按重量份取氯化钙10~30份、部分水解聚丙烯酰胺0.1~0.5份、增粘剂0.1~0.5份、降滤失剂1~5份、润滑剂1~5份和消泡剂1~3份，依次溶于到100份水中，充分搅拌均匀即可。

其中，氯化钙，用于降低钻井液凝固点。可选用任何市售常用的氯化钙，如：金汇太亚（北京）化学试剂有限公司生产的氯化钙、天津市鑫大宇化工有限公司生产的氯化钙。

部分水解聚丙烯酰胺，用于配制无固相钻井液。可选用任何市售常用的分子量为1200万以上，水解度为30.0~35.0%的部分水解聚丙烯酰胺，如：天津萨米特化工有限公司生产的部分水解聚丙烯酰胺、北京市诚通钻井材料厂生产的部分水解聚丙烯酰胺。

增粘剂，用于提高钻井液的粘度及悬浮能力。可选用任何市售常用的植物胶和抗盐共聚物中的一种或其混合物，如：西安银河化工原料公司生产的植物胶、北京市诚通钻井材料厂生产的植物胶、北京探矿工程研究所生产的抗盐共聚物。本发明的实施例中优选使用西安银河化工原料公司的植物胶和北京探矿工程研究所生产的抗盐共聚物。

降滤失剂，用于降低钻井液滤失量，可选用任何市售常用的改性淀粉和羧甲基纤维素钠盐中的一种或其混合物，如：河南省巩义市富华催干剂厂生产的改性淀粉、任丘市鹏宇化工销售有限公司生产的改性淀粉、任丘市北方化工有限公司生产的羧甲基纤维素钠盐、任丘市亿邦化工有限公司生产的羧甲基纤维素钠盐。

润滑剂，用于提高钻井液的润滑性能。可选用任何市售常用的润滑剂，如：山东云清新技术开发有限公司生产的钻井液润滑极压剂和北京市诚通钻井材料厂生产的无荧光润滑剂。本发明的实施例中优选北京市诚通钻井材料厂无荧光润滑剂。

消泡剂，用于消除钻井液配制过程中产生的泡沫。可选用任何市售常用的消泡剂，如：天津市盛天强化工有限公司生产的消泡剂、河南德大化工有限公司生产的消泡剂等。

该钻井液的各组分见表1。表1中，氯化钙（天津市鑫大宇化工有限公司）；部分水解聚丙烯酰胺（天津萨米特化工有限公司）；植物胶（西安银河化工原料公司）；抗盐共聚物（北京探矿工程研究所）; 改性淀粉（任丘市鹏宇化工销售有限公司）；羧甲基纤维素钠盐（任丘市北方化工有限公司）；无荧光润滑剂（北京市诚通钻井材料厂）和消泡剂（天津市盛天强化工有限公司）。

表1 钻井液的各组分加量

氯化钙

部分水解聚丙烯酰胺

增粘剂

降滤失剂

润滑剂

消泡剂

实施例1

15份

0.5份

植物胶0.1份

羧甲基纤维素钠盐1份

1份

2份

实施例2

20份

0.2份

抗盐共聚物0.3份+植物胶0.1份

改性淀粉3份+羧甲基纤维素钠盐1份

2份

1份

实施例3

25份

0.3份

抗盐共聚物0.1份+植物胶0.2份

改性淀粉1份+羧甲基纤维素钠盐2份

5份

3份

实施例4

30份

0.1份

抗盐共聚物0.5份

改性淀粉5份

3份

1份

按上表列出的钻井液各组分加量配制耐超低温钙基无固相钻井液，并将其放置于-5~-35℃条件下陈化16h，测试其钻井液性能。

表2 钻井液性能检测结果

由表2钻井液性能试验可以看出，该钻井液在-5~-35℃低温条件下陈化16h，均未凝固，具有较强耐低温能力和良好的流变性能。

上述试验表明，本发明的钻井液在超低温条件下，具有较强耐低温能力、良好的流动性能。因此该钻井液适合于冻土层和冬季严寒地区钻探使用。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种适用于超低温环境的耐低温的钻井液，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：

 水                         100份；

氯化钙                   10~30份；

部分水解聚丙烯酰胺      0.1~0.5份；

增粘剂                  0.1~0.5份；

降滤失剂                   1~5份；

润滑剂                     1~5份；

消泡剂                     1~3份。

2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述增粘剂为植物胶和抗盐共聚物中的一种或其混合物。

3.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述降滤失剂为改性淀粉和羧甲基纤维素钠盐中的一种或其混合物。

4.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，配制步骤为依次将氯化钙、部分水解聚丙烯酰胺、增粘剂、降滤失剂、消泡剂和润滑剂加入到水中，充分搅拌均匀。

5.权利要求1-4中任一项所述的钻井液的用途，其特征在于，将此钻井液用于超低温冻土层和冬季严寒地区钻探施工。