CN103897678A - 油包水钻井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油包水钻井液及其制备方法，主要解决现有技术中市售有机土形成的油包水钻井液体系稳定性能差的问题。本发明通过含基础油、水、有机土、乳化剂、降滤失剂和酸碱度调节剂的油包水钻井液及制备方法的技术方案，较好地解决了该问题，可用于强水敏、高温地层特殊钻井作业中。

Description

油包水钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种油包水钻井液及其制备方法。
背景技术
随着石油储量的不断减少且开采困难，世界各国纷纷加大了对深部地层油气资源勘探开发的投入，开发新的油藏已经成为当今各大石油公司发展的迫切要求。我国待探明的油气资源主要分布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈、四川等盆地，其资源量的73%埋藏在深层，且地下条件异常复杂，因此深井和超深井油气钻探及配套的开发技术已成为制约油气资源开发的关键因素。随着地层深度的增加，深井、超深井的地层温度也会越来越高，地层的高温环境给钻井液能否维持稳定的性能带来了极大的挑战。 
钻井液作为钻井工程的重要组成部分，其性能直接关系到深井、超深井的钻井质量、钻井成本和钻井周期。相对于水基钻井液，油基钻井液具有较强的防塌抑制性、润滑性和良好的储层保护性能，尤其可满足强水敏及高温、超高温地层，或者需要钻大位移特殊井及海上水平井等特殊转钻井需要。油基钻井液，又称油包水钻井液，是由油、水、有机土、乳化剂、降滤失剂等组成。有机土作为油包水钻井液体系中的重要组分，其结构与性质对钻井液性能有十分重要的影响。有机土通常是由高度分散的亲水粘土与阳离子表面活性剂(季铵盐)发生了离子交换吸附所制得的。由于表面活性剂的长碳氢链覆盖在粘土晶片表面，使之形成疏水表面，同时由于进入晶片层间表面活性剂离子的体积效应，增大了晶片层间距。正是由于这些结构特点，使有机土具有良好的触变性、增稠性、悬浮性和溶胶稳定性。
典型的有机土反应如下：
Na-土 + [(R1R2R3R4N)+X-] →土-NR1R2R3R4 + Na+X-
有机土的质量主要取决于粘土的种类，阳离子表面活性剂的类型、碳链长短和在粘土表面上的覆盖程度及制备条件，如温度、酸碱度值等。目前，对于粘土的改性普遍使用阳离子表面活性剂，如十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵等。采用其他改性剂制备有机土的报道较少。CN1138593A采用H3PO4与己内酰胺反应，生成磷酸己内酰胺有机化剂，然后将此有机化剂加入到粘土水溶液中进行离子交换，使己内酰胺阳离子插入层间，形成有机土，但此方法生成的有机土为流动性较差的胶体，亲水性较强，体系中大量的水只能通过蒸馏除去，因此能耗很高；CN101624515A报道了一种可用于白油的有机土及其制备方法，采用季铵盐阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂共同作为改性剂，对粘土进行改性，得到的有机土在白油中成胶率高，但由于使用两种表面活性剂，实验步骤较为繁琐。
油基钻井液由于受到成本、环保要求的限制一直发展比较缓慢，应用的区块也较少，随着现有油田储量日益下降，并且新探区的开采会遇到各种复杂地层及环境，急需性能优良的制备油基钻井液用的有机土。采用烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱表面活性剂对亲水粘土进行改性，由于烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱中亲油基团既具有芳香环同时又具有较长的脂肪链，因而制备出的有机土插层效果显著，在白油中成胶率较高，分散性能好，以该有机土制备的油包水钻井液具有体系稳定性能好的特点。发明所述的正是适合于以烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土制备的油包水钻井液及其制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中油包水钻井液稳定性能差的问题，提供一种新的油包水钻井液。此油包水钻井液具有稳定性能好的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的油包水钻井液的制备方法。
为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种油包水钻井液，以质量份数计包括以下组份：
(1)60～90份的基础油；
(2)10～40份的水；
(3)2～5份的甜菜碱改性有机土；
(4)0.5～5份的乳化剂；
(5)0.5～5份的降滤失剂；
(6)0.5～5份的酸碱度调节剂；
其中组分(3)为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱的分子通式为：
Figure 507275DEST_PATH_IMAGE001
或
 
Figure 321647DEST_PATH_IMAGE002
式中，M为选自碱金属、碱土金属中任意一种，R为选自C1～C20的烃基，n为选自1～30中的任意整数。
上述技术方案中，所述的基础油优选方案为选自柴油、白油、液体石蜡或白油液体石蜡中的至少一种。所述的水优选方案为15～30重量的% CaCl2或NaCl的水溶液。所述的有机土优选方案为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土。所述的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱中，M优选方案为钠或钾，R优选方案为C4～C16的烷基，n优选方案为2～20中的任意整数。所述的乳化剂优选方案选自为斯盘、吐温、长链脂肪酰胺中的一种或两种的混合物。所述的斯盘系列表面活性剂优选方案选自斯盘20、斯盘40、斯盘60、斯盘80或斯盘85中的至少一种；吐温系列表面活性剂优选方案选自吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或吐温85中的至少一种；长链脂肪酰胺系列表面活性剂优选方案选自月桂酰二乙醇胺、椰油酰二乙醇胺、肉豆蔻酰二乙醇胺、棕榈油酰二乙醇胺或油酰二乙醇胺中的至少一种。所述的酸碱度调节剂优选方案为无水碳酸钠或氧化钙粉末；所述的降滤失剂优选方案为长链有机胺改性腐植酸或氧化沥青，有机胺改性腐植酸中的有机胺碳链长度优选方案为C12～C16。
为解决上述技术问题之二，本发明所采用的技术方案如下：一种油包水钻井液制备方法，包括以下步骤：
(1)将钠基膨润土分散到水中，高速搅拌后用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；
(2)将烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐型甜菜碱与水混合，形成均一体系b；
(3)在高速搅拌下将b滴加到a中，常压下在25～100℃反应0.5～24小时；其中，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱与钠基膨润土的质量比为1:1～20；
(4)将第(3)步得到的产物洗涤3～5次，然后将产物在80～120℃下烘干，粉碎，得到粒度78μm以下的微粒，即为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土；
(5)在高速搅拌下依次将所需量的基础油、水、乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土、降滤失剂及酸碱度调节剂混合，搅拌一定时间后得到稳定的油包水型钻井液体系，分别测定该油包水型钻井液体系在室温及150℃高温老化16小时后的流变参数、破乳电压和API滤失量。以质量份数计，各组份的比例为基础油60～90份、水10～40份、有机土2～5份、乳化剂0.5～5份、酸碱度调节剂0.5～5份、降滤失剂0.5～5份。
上述技术方案中，(3)步骤中的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱与钠基膨润土的质量比优选为1:3～12；反应温度优选为25～95℃；反应时间优选为1～20小时；(5)步骤中以质量份数计，各组份的优选比例为基础油70～80份、水20～30份、乳化剂2～4份、有机土3～4份、酸碱度调节剂1～4份及降滤失剂1～3份。
本发明制备的油包水钻井液，由于采用烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱表面活性剂对亲水粘土进行改性，其结构中亲油基团既具有芳香环同时又具有较长的脂肪链，因而制备出的有机土插层效果显著，在白油中成胶率较高，分散性能好，以该有机土制备的油包水钻井液具有体系稳定性能好的特点。
采用本发明制备的油包水钻井液，其耐温达150℃、API滤失量≤3ml、高温老化前后破乳电压≥700V，是一种乳液稳定性好的油基钻井液体系，取得了较好的技术效果。
附图说明
本发明中所有甜菜碱改性有机土均采用以下方法表征：X射线衍射(XRD)，在日本理学Rigaku D/Max-rB X射线衍射仪上进行，连续记谱扫描，CuKα (λ = 0.154)辐射，单色管，管压40kV，管流100mA，扫描速率2o/min，扫描范围2θ = 0～40o；热失重分析(TGA)，采用Perkin-Elmer 7系列热分析系统，温度范围为室温～1000℃，升温速率为10℃/min，氮气氛围；傅立叶红外吸收光谱(FTIR)，采用Nicolet USA 5DX FTIR光谱仪测定，样品用KBr压片，所得谱图与标准红外谱图进行对照，确定被测样品的化学结构，以达到对本发明所述化合物的红外表征。
图1为戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售钠基膨润土红外吸收光谱对照图；
图2为戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售钠基膨润土红外吸收光谱；
图3为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱；
图4为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土TGA对照图谱；
图5为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱；
图6为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土TGA对照图谱；
图7为十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱；
图8为十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土TGA对照图谱。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
 
具体实施方式
【实施例1】
戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性有机土的合成
(1)将50g市售钠基膨润土分散到600g水中，高速搅拌后，采用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；
(2)将25g戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱(质量分数为40%)与150g水混合，形成均一体系b；
(3)在高速搅拌下将b滴加到a中，常压下在30℃反应20小时；
(4)将第(3)步得到的产物洗涤5次，然后将产物在80℃温度下烘干，粉碎，得到粒度78μm以下的微粒，即戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性有机土。
图1为戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售钠基膨润土红外吸收光谱，可以看出，戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠型甜菜碱改性有机土的红外吸收光谱图在2942cm-1和2872cm-1呈现明显的C-H伸缩振动峰，在1466cm-1出现C-H的弯曲振动峰，在1514cm-1出现苯环的伸缩振动峰。由此可见，有机改性土与原土在红外吸收光谱上的差异，主要是由于有机离子进入无机矿物层间使层间结构发生了变化。
(5) 称取6克斯盘60 、1.5克吐温80、量取240mL白油入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性的有机土9克、十六胺改性的腐植酸3克及氧化钙粉末3克，继续高速搅拌20min，最后加入60mL 20wt%CaCl2水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。分别测定该油包水型钻井液体系的破乳电压(ES)和API滤失量(FL)。其中，破乳电压由青岛通达专用仪器厂的DWY-2型钻井液电稳定性测定仪测定，API滤失量由SD型多联滤失仪测定。 
将上述配制好的油包水型钻井液放入XGRL-4型高温滚子加热炉中，150℃高温老化16小时，分别测定该油包水型钻井液体系的破乳电压(ES)和API滤失量(FL)，所用仪器及过程同老化前，结果如表1、2所示。
 
【实施例2】
步骤(1)～(4)同【实施例1】，不同之处以戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱替代戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱作为有机土的改性剂。
图2为戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售钠基膨润土红外吸收光谱，可以看出，戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土的红外吸收光谱图在2935cm-1和2856cm-1呈现明显的C-H伸缩振动峰，在1464cm-1出现C-H的弯曲振动峰，在1510cm-1出现苯环的伸缩振动峰。由此可见，有机改性土与原土在红外吸收光谱上的差异，主要是由于有机离子进入无机矿物层间使层间结构发生了变化。
(5) 称取9克斯盘85 、3克椰油酰二乙醇胺、量取150mL白油、60mL液体石蜡入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱改性的有机土9克、十二胺改性的腐植酸4.5克及无水碳酸钠粉末3克，继续高速搅拌20min，最后加入90mL 25wt%NaCl水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。同【实施例1】步骤(5)测定体系老化前后的性能，结果如表1、2所示。
 
【实施例3】
壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性有机土的合成
(1)将45g市售钠基膨润土分散到600g水中，高速搅拌后，采用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；
(2)将9g壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱(质量分数为50%)与100g水混合，形成均一体系b；
(3)在高速搅拌下将b滴加到a中，在80℃，常压下反应4小时；
(4)将第(3)步得到的产物洗涤3次，然后将产物在120℃下烘干，粉碎，得到粒度78μm以下的微粒，即壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠型甜菜碱改性有机土。
图3为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱。膨润土是含水层状硅铝盐类矿物，利用X射线衍射仪测得的d(001)值可反映蒙脱石插层改性后的层间距情况。原土的d(001)值为1.23nm，而改性后已有相当的有机阳离子进入到原土层间。有机土的d(001)面衍射峰向小角方向移动，由于壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱长的碳链长度及带有立体结构的空间效应，使其改性后层间距明显增大，d(001)值达到2.01nm。从图中可以看出甜菜碱型改性剂进入膨润土层间，主要对层间距产生影响，膨润土其他部分的结构及形貌并未发生变化。
图4为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土TGA对照图谱，用以分析原土的热稳定性及有机离子进入层间的数量多少。从图中可知，原土在56.8℃附近出现吸附自由水的失重，失重量为10.01%，677.7℃失重量达14.38%，为失去层间结合水所致，此后至1000℃基本无失重，说明在1000℃以下原土的结构与性能稳定。相比之下，壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠型甜菜碱改性有机土在306.9℃以前仅有1.4%的失重量，366.8℃时由于层间大部分有机阳离子燃烧分解失重量达到23.8%，此温度后失重减缓，主要为层间残余有机阳离子及其分解物的再分解，1000℃时，失重量达到37.5%，合乎失重量33～41%的行业标准。
(5) 称取9克斯盘60 、1.5克吐温40、量取210mL白油入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱改性的有机土9克、十六胺改性的腐植酸9.0克及氧化钙粉末4.5克，继续高速搅拌20min，最后加入90mL 20wt%CaCl2水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。同【实施例1】步骤(5)测定体系老化前后的性能，结果如表1、2所示。
 
【实施例4】
步骤(1)～(4)同【实施例3】，不同之处以壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱替代壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠甜菜碱作为有机土的改性剂。 
图5为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱。膨润土是含水层状硅铝盐类矿物，利用X射线衍射仪测得的d(001)值可反映蒙脱石插层改性后的层间距情况。原土的d(001)值为1.23nm，而改性后已有相当的有机阳离子进入到原土层间。有机土的d(001)面衍射峰向小角方向移动，由于壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱长的碳链长度及带有立体结构的空间效应，使其改性后层间距增大，d(001)值达到1.60nm。从图中可以看出甜菜碱型改性剂进入膨润土层间，主要对层间距产生影响，膨润土其他部分的结构及形貌并未发生变化。
图6为壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土TGA对照图谱，用以分析原土的热稳定性及有机离子进入层间的数量多少。从图中可知，原土在56.8℃附近出现吸附自由水的失重，失重量为10.01%，677.7℃失重量达14.38%，为失去层间结合水所致，此后至1000℃基本无失重，说明在1000℃以下原土的结构与性能稳定。相比之下，壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土在305.4℃以前仅有4.9%的失重量，411.1℃时由于层间大部分有机阳离子燃烧分解失重量达到9.1%，此温度后失重减缓，主要为层间残余有机阳离子及其分解物的再分解。
(5) 称取9克油酰二乙醇胺、量取240mL液体石蜡入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性的有机土12克、十二胺改性的腐植酸4.5克及无水碳酸钠粉末12克，继续高速搅拌20min，最后加入60mL 20wt%CaCl2水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。同【实施例1】步骤(5)测定体系老化前后的性能，结果如表1、2所示。
 
【实施例5】
十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱改性有机土的合成
(1)将54g市售钠基膨润土分散到600g水中，高速搅拌后，采用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；
(2)将30g 十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠型甜菜碱(质量分数为60%)与200g水混合，形成均一体系b；
(3)在高速搅拌下将b滴加到a中，在常压下95℃反应2小时；
(4)将第(3)步得到的产物洗涤3次，然后将产物在105℃温度下烘干，粉碎过200目，即得到十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱改性有机土。
图7为十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱改性有机土与市售膨润土XRD对照图谱。原土的d(001)值为1.23nm，而改性后已有相当的有机阳离子进入到原土层间。有机土的d(001)面衍射峰向小角方向移动，由于十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱长的碳链长度及带有立体结构的空间效应较壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羧酸钠型甜菜碱更为显著，使其改性后层间距明显增大，d(001)值达到3.29nm。
(5) 称取9克斯盘40、1.5克月桂酰二乙醇胺、量取240mL白油入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱改性的有机土9克、十六胺改性的腐植酸6克及氧化钙粉末3克，继续高速搅拌20min，最后加入60mL 25wt%NaCl水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。同【实施例1】步骤(5)测定体系老化前后的性能，结果如表1、2所示。
 
【实施例6】
步骤(1)～(4)同【实施例5】，不同之处以十二烷基(R=12)酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱替代十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羧酸钠甜菜碱作为有机土的改性剂。
图8为十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土与壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土TGA对照图谱。从图中可以看出，由于十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱长的碳链长度较壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱更为显著，在387.4℃时，十二烷基酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土失重量达到21.4%。此温度后失重减缓，主要为层间残余有机阳离子及其分解物的再分解。
(5) 称取9克斯盘60、3克油酰二乙醇胺、量取210mL白油入不锈钢高搅杯内，高速搅拌10min，再依次加入十二烷基(R=12)酚聚氧乙烯醚(n=20)羟基磺酸钠甜菜碱改性的有机土9克、十六胺改性的腐植酸4.5克及无水碳酸钠粉末6.0克，继续高速搅拌20min，最后加入90mL 20wt%CaCl2水溶液，再高速搅拌10min，得到稳定的油包水型钻井液体系。同【实施例1】步骤(5)测定体系老化前后的性能，结果如表1、2所示。
表1  室温老化前油基钻井液体系性能
实施例 油水比(体积比) 破乳电压ES/V 滤失量FL/mL
 1 80:20 1036 0.2
 2 70:30 877 0.7
3 70:30 842 0.1
4 80:20 971 0.3
5 80:20 1045 0.4
6 70:30 835 0.9
表2  150℃老化16小时后油基钻井液体系性能
实施例 油水比(体积比) 破乳电压ES/V 滤失量FL/mL
 1 80:20 1023 0.3
 2 70:30 756 0.8
3 70:30 748 0.2
4 80:20 913 0.5
5 80:20 974 0.6
6 70:30 766 1.2
【比较例1】
同【实施例1】，不同之处以上海产有机土替代戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羧酸钠甜菜碱改性有机土，结果如表3、4所示。
 
【比较例2】
同【实施例2】，不同之处以天津产有机土替代戊基(R=5)酚聚氧乙烯醚(n=2)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土，结果如表3、4所示。
 
【比较例3】
同【实施例4】，不同之处以山东产有机土替代壬基(R=9)酚聚氧乙烯醚(n=7)羟基磺酸钠甜菜碱改性有机土，结果如表3、4所示。
表3  室温老化前油基钻井液体系性能
比较例 油水比(体积比) 破乳电压ES/V 滤失量FL/mL
 1 80:20 726 1.1
 2 70:30 505 1.5
3 80:20 685 0.9
表4  150℃老化16小时后油基钻井液体系性能
比较例 油水比(体积比) 破乳电压ES/V 滤失量FL/mL
 1 80:20 483 1.6
 2 70:30 326 2.3
3 80:20 428 1.4

Claims (10)

1.一种油包水钻井液，以质量份数计包括以下组份：
(1)60～90份的基础油；
(2)10～40份的水；
(3)2～5份的甜菜碱改性有机土；
(4)0.5～5份的乳化剂；
(5)0.5～5份的降滤失剂；
(6)0.5～5份的酸碱度调节剂；
其中组分(3)为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱的分子通式为：
Figure 746879DEST_PATH_IMAGE001
或
Figure 526616DEST_PATH_IMAGE002
式中，M为选自碱金属或碱土金属中任意一种，R为选自C1～C20的烃基，n为选自1～30中的任意整数。
2.根据权利要求1所述的油包水钻井液，其特征在于所述的基础油为选自柴油、白油、液体石蜡或白油液体石蜡混合油中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的油包水钻井液，其特征在于所述的水为15～30重量的% CaCl2或NaCl的水溶液。
4.根据权利要求1所述的油包水钻井液，其特征在于所述的有机土为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土。
5.根据权利要求4所述的油包水钻井液，其特征在于所述的烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱中，M为钠或钾，R为C4～C16的烷基，n为2～20中的任意整数。
6.根据权利要求1所述的油包水钻井液，其特征在于所述的乳化剂选自为斯盘、吐温、长链脂肪酰胺中的一种或两种的混合物。
7.根据权利要求6所述的油包水钻井液，其特征在于所述的斯盘系列表面活性剂选自斯盘20、斯盘40、斯盘60、斯盘80或斯盘85中的至少一种；吐温系列表面活性剂选自吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或吐温85中的至少一种；长链脂肪酰胺系列表面活性剂选自月桂酰二乙醇胺、椰油酰二乙醇胺、肉豆蔻酰二乙醇胺、棕榈油酰二乙醇胺或油酰二乙醇胺中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的油包水钻井液，其特征在于所述的酸碱度调节剂为无水碳酸钠或氧化钙粉末；所述的降滤失剂为长链有机胺改性腐植酸或氧化沥青。
9.根据权利要求8所述的油包水钻井液，其特征在于所述的有机胺改性腐植酸中的有机胺碳链长度为C12～C16。
10.权利要求1所述的油包水钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钠基膨润土分散到水中，高速搅拌后用悬浮法去除杂质，使之形成稳定的悬浮体系a；
(2)将烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐型甜菜碱与水混合，形成均一体系b；
(3)在高速搅拌下将b滴加到a中，常压下在25～100℃反应0.5～24小时；其中，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱与钠基膨润土的质量比为1:1～20；
(4)将第(3)步得到的产物洗涤3～5次，然后将产物在80～120℃下烘干，粉碎，得到粒度78μm以下的微粒，即为烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土；
(5)在高速搅拌下依次将所需量的基础油、水、乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)盐甜菜碱改性的有机土、降滤失剂、酸碱度调节剂混合，搅拌一定时间后得到稳定的油包水型钻井液体系，分别测定该油包水型钻井液体系在室温及150℃高温老化16小时后的流变参数、破乳电压和API滤失量；以质量份数计，各组份的比例为基础油60～90份、水10～40份、有机土2～5份、乳化剂0.5～5份、降滤失剂0.5～5份、酸碱度调节剂0.5～5份。
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