CN103911132A - 一种全油基钻井液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全油基钻井液及其制备方法，所述废弃食用油全油基钻井液的组分包括废弃食用油、亚硫酸盐、主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石；所述废弃食用油全油基钻井液的制备方法是，先由废弃食用油和亚硫酸盐制得油相，再向油相中依次添加主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石。本发明制备的沟油全油基钻井液，以废弃食用油代替柴油或原油作为基础油，成本低且环境友好，井壁稳定性好、抑制性强，润滑性能和流变性能优良，抑制防塌性能和高温稳定性好，可以很好的满足钻井施工要求，并为合理利用废弃食用油开辟了新途径。

Description

一种全油基钻井液及其制备方法

技术领域

本发明属于油气田化学技术领域，具体涉及一种以废弃食用油为基础油的全油基钻井液及其制备方法。

背景技术

钻井液又称为钻孔冲洗液，是钻探过程中孔内使用的循环冲洗介质。钻井液在钻井过程中主要完成悬浮、压力控制、岩层稳定性、浮力、润滑和冷却的任务。钻井液具有清洁井底、携带岩屑；冷却和润滑钻头及钻柱；平衡井壁岩石侧压力、封闭和稳定井壁；平衡地层压力；降低岩屑沉降速度；在地面能沉除砂子和岩屑；有效传递水力功率；承受钻杆和套管的部分重力；提供所钻地层的大量资料；通过水力破碎岩石等重要作用。钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。钻井液按分散介质（连续相）可分为油基钻井液、水基钻井液、气体型钻井流体等。目前，在实际应用中常用的钻井液为油基钻井液和水基钻井液。其中，油基钻井液是一种以油为分散介质的溶胶悬浮混合体系，所用的油主要是柴油或原油。但以柴油或原油作为基础油，生物降解性差、污染环境，由于所用基础油燃点较低、高温易燃烧、遇水不互溶的缺点，更增加了安全隐患且配制成本较高。

随着油气资源勘探开发的不断深入，对钻井液的质量和性能提出了更全面、更高的要求。尤其是随着水平井规模不断扩大，水平段不断加长，引起井壁稳定性差、机械钻速慢、及钻具与井壁摩阻、扭矩大幅增加等，常规油基钻井液体系虽然也能解决上述技术难题，但因基础油价格昂贵、生物降解性差、污染环境、伤害储层等不利因素影响了在国内油田的大规模推广应用，迫切需要开发低成本高效的环境友好型油基钻井液体系。

我国是废弃食用油产量大国，然而目前全国仅有不到三分之一的废弃食用油作为清洁能源使用，再除去有些是用作化工原料、饲料加工之外，相当数量的废弃食用油经非法途径再次返回餐桌，带来了巨大的社会危害性。因此，为了更加有效的将废弃食用油变废为宝，避免废弃食用油重返餐桌，以废弃食用油为基础油，代替柴油或原油成为了有效利用废弃食用油的新途径。

发明内容

为克服以柴油或原油为基础油配制的油基钻井液污染环境、成本高、存在安全隐患的不足，并寻求有效利用废弃食用油的新途径，本发明提供了以废弃食用油为基础油的全油基钻井液及其制备方法。

本发明采取的技术方案是：

一种全油基钻井液，包括如下组分：亚硫酸盐、主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石，还包含有废弃食用油；其中，所述亚硫酸盐的重量百分比含量为所述废弃食用油的1.5%~2%，主乳化剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，副乳化剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，有机土的重量百分比含量为所述废弃食用油的2.5%~3%，降滤失剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，润湿剂的重量百分比含量为所述重晶石的1%~1.5%，重晶石的重量百分比含量为所述废弃食用油的35%~45%。

所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的任一种。

所述主乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、十二烷基醇酰胺中的任一种。

所述副乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠中的任一种。

所述有机土为季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土或OCMA膨润土。

所述降滤失剂为磺化沥青或腐植酸酰胺。

所述润湿剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种。

所述废弃食用油中植物油的重量百分比含量为60%~80%，动物油的重量百分比含量为20%~40%。

一种全油基钻井液的制备方法，包括如下步骤：

1）在密闭反应釜中加入废弃食用油，搅拌并加热，当反应釜內的废弃食用油温度达到50～60℃时，搅拌并缓慢加入亚硫酸盐，亚硫酸盐的重量百分比添加量为所述废弃食用油的1.5%~2%，保温反应40～60min后，冷却至室温，得油相；

2）搅拌步骤1）所得的油相，搅拌速率设定为800～1000r/min，边搅拌边向油相中依次加入主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石，其中主乳化剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，副乳化剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，有机土的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2.5%~3%，降滤失剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，润湿剂的重量百分比添加量为重晶石的1%~1.5%，待加入润湿剂后，以800～1000r/min的速率搅拌5min，再加入重晶石，重晶石的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的35%~45%，以800～1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

本发明采取的技术方案进一步包括：

一种全油基钻井液的制备方法，包括如下步骤：

1）在密闭反应釜中加入废弃食用油，废弃食用油的加入量为密闭反应釜容积的1/3，搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的2%，保温反应40min后，冷却至室温，得油相；

2）搅拌步骤1）所得的冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的2%；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；再加入磺化沥青，磺化沥青的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的重量百分比加入量为重晶石的1.5%；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的重量百分比加入量为所述废弃食用油的40%，维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

本发明的有益效果是：

1、本发明以废弃食用油为基础油，代替柴油或原油，研制出了废弃食用油全油基钻井液体系，该钻井液体系除了能满足常规油基钻井液井壁稳定性好、抑制性强，润滑性能优良的要求外，还为废弃食用油的回收利用开辟了更广阔的途径，经济效益显著，社会影响广泛而深远，非常值得推广应用。

2、本发明采用废弃食用油作为基础油，性能稳定、流变性优良、抗酸碱能力和抗钙、镁离子污染能力强。而生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，适于在中性条件下使用，在酸性、碱性条件下，易水解生成脂肪酸，生成脂肪酸若遇到钙、镁离子，极易生成稳定的钙皂或镁皂沉淀，流变性不易控制。

3、本发明是全油配方，不含有水份，配制的钻井液具有良好的流变性能，并且抗水侵和抗岩屑侵性能好。

4、本发明抑制防塌性能和高温稳定性好，高温高压滤失量低，适用于对抑制防塌要求高以及水相活度差异较大的地层井的钻井作业。

5、本发明润滑降扭矩降摩阻效果明显，该发明本身具有很好的润滑性能能够满足现场施工需要。

6、本发明选用的废弃食用油可生物降解、所配置的钻井液为环境友好型油基钻井液体系，并且有利于储层保护。

7、本发明基础油来源广、价格便宜，能有效降低油基钻井液成本。

以下将结合实施例对本发明做进一步详细阐述。

具体实施方式

本发明采用废弃食用油为基础油配制全油基钻井液，其中所用的废弃食用油中植物油的重量百分比含量为60%~80%，动物油的重量百分比含量为20%~40%。向一定温度范围的废弃食用油中加入亚硫酸盐制得油相；再往油相中依次加入主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石，搅拌即得废弃食用油全油基钻井液。下面结合钻井液的配制方法给出钻井液的优选配方。

本发明所述亚硫酸盐可以选用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的任一种。

本发明所述主乳化剂可以选用十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、十二烷基醇酰胺中的任一种。

本发明所述副乳化剂可以选用十二烷基苯磺酸钙、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠中的任一种。

本发明所述有机土可以选用季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土或OCMA膨润土。

本发明所述降滤失剂可以选用磺化沥青或腐植酸酰胺。

本发明所述润湿剂可以选用壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种。

实施例1：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为60%，动物油的重量百分比含量为40%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到50℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钠，亚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的1.5%（重量百分比），保温反应40min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；接着加入十二烷基苯磺酸钙，十二烷基苯磺酸钙的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后再加入壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的35%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例2：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为67%，动物油的重量百分比含量为33%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比），保温反应40min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的40%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例3：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为70%，动物油的重量百分比含量为30%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钾，亚硫酸钾的加入量为所述废弃食用油的1.5%（重量百分比），保温反应50min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持800r/min，向油相中加入十二烷基萘磺酸钠，十二烷基萘磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持800r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的45%（重量百分比），维持800r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例4：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为80%，动物油的重量百分比含量为20%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到55℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钠，亚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的1.8%（重量百分比），保温反应60min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持900r/min，向油相中加入十二烷基醇酰胺，十二烷基醇酰胺的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的2.8%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后再加入壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持900r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的45%（重量百分比），维持900r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例5：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为65%，动物油的重量百分比含量为35%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钾，亚硫酸氢钾的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比），保温反应50min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基醇酰胺，十二烷基醇酰胺的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后再加入十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠，十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为重晶石的1%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的35%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例6：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为76%，动物油的重量百分比含量为24%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到55℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钾，亚硫酸氢钾的加入量为所述废弃食用油的1.8%（重量百分比），保温反应60min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持800r/min，向油相中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后再加入十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠，十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持800r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的40%（重量百分比），维持800r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例7：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为77%，动物油的重量百分比含量为33%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到50℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钠，亚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比），保温反应55min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持800r/min，向油相中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；随后再加入壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.3%（重量百分比）；维持800r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的38%（重量百分比），维持800r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例8：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为64%，动物油的重量百分比含量为36%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到55℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的加入量为所述废弃食用油的1.5%（重量百分比），保温反应60min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持900r/min，向油相中加入十二烷基醇酰胺，十二烷基醇酰胺的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的2.8%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后再加入十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠，十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠的加入量为重晶石的1.2%（重量百分比）；维持900r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的40%（重量百分比），维持900r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例9：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为78%，动物油的重量百分比含量为22%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的加入量为所述废弃食用油的1.8%（重量百分比），保温反应40min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比）；接着加入十二烷基苯磺酸钙，十二烷基苯磺酸钙的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的38%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例10：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为60%，动物油的重量百分比含量为40%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钾，亚硫酸钾的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比），保温反应55min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；接着加入十二烷基苯磺酸钙，十二烷基苯磺酸钙的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后加入OCMA膨润土，OCMA膨润土的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；再加入腐植酸酰胺，腐植酸酰胺的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.2%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的45%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例11：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为71%，动物油的重量百分比含量为29%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到50℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钾，亚硫酸钾的加入量为所述废弃食用油的1.8%（重量百分比），保温反应60min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基萘磺酸钠，十二烷基萘磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；接着加入十二烷基苯磺酸钙，十二烷基苯磺酸钙的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的40%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例12：

在密闭反应釜中加入废弃食用油（废弃食用油中植物油的重量百分比含量为70%，动物油的重量百分比含量为30%），废弃食用油的加入量约占密闭反应釜容积的1/3，开始搅拌并加热，当反应釜温度达到50℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的加入量为所述废弃食用油的2%（重量百分比），保温反应60min后，冷却至室温，得油相。搅拌冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基萘磺酸钠，十二烷基萘磺酸钠的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；接着加入十二烷基苯磺酸钙，十二烷基苯磺酸钙的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的加入量为所述废弃食用油的3%（重量百分比）；再加入磺化沥青，磺化沥青的加入量为所述废弃食用油的2.5%（重量百分比）；随后再加入壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的加入量为重晶石的1.5%（重量百分比）；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的加入量为所述废弃食用油的43%（重量百分比），维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。

实施例13：

（一）废弃食用油全油基钻井液的性能测试试验。

1.采用实施例2所述的配制方法，配制废弃食用油全油基钻井液，并测定了不同密度下所配制的钻井液的热滚后的基本性能。热滚条件为：热滚温度150℃，热滚时间16h，测试温度49℃，HTHP FL的实验温度为150℃。废弃食用油全油基钻井液在不同密度下热滚后的基本性能测定结果如表1所示。表1中，ρ表示密度；AV表示表观黏度；PV表示塑性黏度；YP表示动切力；YP/PV表示动塑比；φ6/φ3表示6r/min下粘度计读值与3r/min下粘度计读值的比值；APIFL表示滤矢量；HTHP FL表示高温高压滤矢量；ES表示破乳电压。

表1 不同密度下的废弃食用油全油基钻井液热滚后的性能

实验结果表明，采用实施例2所配制的废弃食用油全油基钻井液具有较好的流变性和电稳定性，滤矢量和高温高压滤失量都很低，能有效提高机械钻速及保护储层，且其密度能降到0.9g/cm³，可以用于低压地层钻井。

2.采用实施例2的方法配制废弃食用油全油基钻井液，并对所配制的钻井液进行抗水、盐水侵抗污染实验。

为了模拟由于钻井现场开展清洁工作将水排入循环罐，造成一定量水分进入钻井液，以及地层水侵入钻井液，开展了抗污染实验，测定的抗水/抗盐水污染性能试验结果如表2所示。表2中，SG表示密度；ES表示破乳电压；Φ6表示6r/min下粘度计读值；Φ3表示3r/min下粘度计读值；Gel10s表示初切力；Gel10min表示终切力；AV表示表观黏度；PV表示塑性黏度；YP表示动切力；HTHP FL表示高温高压滤矢量。

表2中，基浆为采用实施例2所述方法制得的废弃食用油全油基钻井液；1#为基浆+10%纯净水，即向基浆中加入纯净水，纯净水的重量百分比含量为基浆的10%；2#为基浆+10%NaCl盐水，即向基浆中加入浓度为16%的NaCl盐水，NaCl盐水的重量百分比含量为基浆的10%；3#为基浆+10%CaCl₂盐水，即向基浆中加入浓度为16%的CaCl₂盐水，CaCl₂盐水的重量百分比含量为基浆的10%；4#为基浆+20%纯净水，即向基浆中加入纯净水，纯净水的重量百分比含量为基浆的20%；5#为基浆+20%NaCl盐水，即向基浆中加入浓度为16%的NaCl盐水，NaCl盐水的重量百分比含量为基浆的20%；6#为基浆+20%CaCl₂盐水，即向基浆中加入浓度为16%的CaCl₂盐水，CaCl₂盐水的重量百分比含量为基浆的20%。

 

表2 废弃食用油全油基钻井液抗水/抗盐水污染性能试验结果

从表2中可以看出，在基浆中分别加入重量百分比为10%的纯净水、NaCl盐水、CaCl₂盐水后，钻井液性能优良、稳定性好，能够满足现场施工需要。在基浆中分别加入重量百分比为20%的水、NaCl盐水、CaCl₂盐水后，粘度升高流变性变差，失水增大。将以上6个样品（1#、2#、3#、4#、5#、6#）放置近两个月，体系性能稳定，无明显分层。

3.采用实施例2的配制方法配制废弃食用油全油基钻井液，并对改钻井液进行抗劣质土污染能力实验。

评价了采用实施例2的配制方法配制的废弃食用油全油基钻井液的抗劣质土的污染能力，其中，老化条件为150℃、老化时间为16h，HTHP FL（高温高压滤矢量）实验温度为150℃，实验结果见表3。表3中，AV表示表观黏度；PV表示塑性黏度；YP表示动切力；YP/PV表示动塑比；φ6/φ3表示6r/min下粘度计读值与3r/min下粘度计读值的比值；APIFL表示滤矢量；HTHP FL表示高温高压滤矢量；ES表示破乳电压。

表3 废弃食用油全油基钻井液的抗劣质土污染能力

实验结果表明，随着钻井液中劣质土侵加量的增大，该钻井液的黏度和切力都逐渐增加，破乳电压逐渐降低，劣质土的侵入量增大时，该钻井液的API滤失量也逐渐变大，但从总体性能来看，该钻井液具有较好的抗劣质土污染能力，符合钻井工程的需要。

4. 采用实施例2所述的配制方法配制废弃食用油全油基钻井液，并对该钻井液的储能保护性能进行测定。

选用人造岩心对全油基钻井液与白油基油包水钻井液的储层保护性能进行了对比评价，结果见表4。钻井液反向污染岩心的条件为：实验温度70℃，压力3.5 MPa，时间2h。表4中，K_o为伤害前的气体渗透率；K_d为伤害后的气体渗透率；K_d/K_o为渗透率恢复值。

表4 全油基钻井液的储层保护性能

从实验结果可以看出，采用实施例2所述的配制方法配制废弃食用油全油基钻井液的渗透率恢复值均在88%以上，最高达到90.9%，这说明该钻井液相对于白油基油包水钻井液具有较优良的储层保护性能。

（二）采用实施例2所述配制方法配制废弃食用油全油基钻井液的现场试验情况及效果

废弃食用油全油基钻井液体系已成功应用于山平5-8井水平段的钻进，钻井液性能保持在以下范围：密度1.10～1.30g/cm³，粘度45～65s，高温高压失水4.6～5mL，pH值9.0～9.5，在整个试验过程中，泥浆流动性好，下钻无遇阻，定向时几乎没有托压，测井、下套管一次到位，体现出了良好的试验应用效果。体现出的具体应用效果如下：

(1)体系流变性能好，低剪切速率粘度高，井眼清洁，下钻无遇阻。

(2)现场起下钻摩阻低，钻进时扭矩小、机械钻速高。山平5-8井钻井周期25天，比2012年完成同储层水平井平均钻井周期缩短11.2%、平均机械钻速提高9.6%、水平段长同比增长20.2%。

(3)体系抑制性能强，井眼无坍塌、掉块，井眼规则。山平5-8井水平段钻进时返出的钻屑棱角分明，钻屑内部干，验证了混生物油钻井液体系具有较好的包被性、抑制性。

(4)体系无荧光，环境友好，易回收重复使用。废弃食用油全油基钻井液体系无荧光，能够保持岩屑的真实性，不影响地质录井，并且钻屑不需要进行特殊的无害化处理。将该体系泥浆加入少量杀菌剂并把pH值调制到10~11即可长时间储存或运输，大大降低钻井液使用成本。

(5)相对常规油基钻井液体系，废弃食用油全油基钻井液体系的成本降低了15%~20%。

上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种全油基钻井液，包括如下组分：亚硫酸盐、主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石，其特征在于还包含有废弃食用油，所述亚硫酸盐的重量百分比含量为所述废弃食用油的1.5%~2%，主乳化剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，副乳化剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，有机土的重量百分比含量为所述废弃食用油的2.5%~3%，降滤失剂的重量百分比含量为所述废弃食用油的2%~3%，润湿剂的重量百分比含量为所述重晶石的1%~1.5%，重晶石的重量百分比含量为所述废弃食用油的35%~45%。

2.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的任一种。

3.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述主乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、十二烷基醇酰胺中的任一种。

4.根据权利要求1所述的废弃食用油全油基钻井液，其特征在于：所述副乳化剂为十二烷基苯磺酸钙、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠中的任一种。

5.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述有机土为季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土或OCMA膨润土。

6.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述降滤失剂为磺化沥青或腐植酸酰胺。

7.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述润湿剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种。

8.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：所述废弃食用油中植物油的重量百分比含量为60%~80%，动物油的重量百分比含量为20%~40%。

9.一种全油基钻井液的制备方法，包括如下步骤：

1）在密闭反应釜中加入废弃食用油，搅拌并加热，当反应釜內的废弃食用油温度达到50～60℃时，搅拌并加入占废弃食用油重量百分比为1.5%~2%的亚硫酸盐，保温反应40～60min后，冷却至室温，得油相；

2）搅拌步骤1）所得的油相，搅拌速率设定为800～1000r/min，边搅拌边向油相中依次加入主乳化剂、副乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂和重晶石，其中主乳化剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，副乳化剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，有机土的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2.5%~3%，降滤失剂的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的2%~3%，润湿剂的重量百分比添加量为重晶石的1%~1.5%，待加入润湿剂后，以800～1000r/min的速率搅拌5min，再加入重晶石，重晶石的重量百分比添加量为步骤1）中废弃食用油的35%~45%，以800～1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到全油基钻井液。

10.根据权利要求9所述的全油基钻井液的制备方法，包括如下步骤：

1）在密闭反应釜中加入废弃食用油，废弃食用油中植物油的重量百分比含量为67%，动物油的重量百分比含量为33%，废弃食用油的加入量为密闭反应釜容积的1/3，搅拌并加热，当反应釜温度达到60℃时，搅拌并均匀加入亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的2%，保温反应40min后，冷却至室温，得油相；

2）搅拌步骤1）所得的冷却至室温的油相，搅拌速率维持1000r/min，向油相中加入十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；接着加入十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠的重量百分比加入量为所述废弃食用油的2%；随后加入季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土，季铵盐型表面活性剂改性的蒙脱土的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；再加入磺化沥青，磺化沥青的重量百分比加入量为所述废弃食用油的3%；随后再加入辛基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚的重量百分比加入量为重晶石的1.5%；维持1000r/min的速率继续搅拌5min后，加入重晶石，重晶石的重量百分比加入量为所述废弃食用油的40%，维持1000r/min的速率继续搅拌30min，即得到废弃食用油全油基钻井液。