CN104140793A

CN104140793A - 一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液

Info

Publication number: CN104140793A
Application number: CN201310523054.1A
Authority: CN
Inventors: 司西强; 王中华; 魏军; 甄剑武; 赵虎; 雷祖猛; 吕跃滨
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-11-12

Abstract

本发明公开了一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，使用阳离子烷基糖苷A2%～5%、低粘度羧甲基纤维素钠盐0.1%～0.6%、黄原胶0.1%～0.6%、高粘度羧甲基纤维素钠盐0.1%～0.4%、封堵剂B1%～3%、中和剂0.2%～0.6%、工业盐10%～24%、抗氧剂C0.1%～0.6%、余量为水，按质量百分比混合后经120～150℃高温老化而得。所形成的阳离子烷基糖苷无土相钻井液抗温达150℃，抑制性能优异，适用于石油钻探开发技术领域大斜度井、定向井及水平井泥页岩及砂泥岩地层的钻井施工。

Description

一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液

技术领域：

本发明涉及一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，属于大斜度井、定向井及水平井石油钻探开发技术领域。

背景技术：

烷基糖苷钻井液具有较好的润滑性能，但其抑制性有待提高，不能有效解决水平段泥页岩的井壁失稳问题，且加量大，成本较高，分子抗温性相对较差，上述缺点限制了其在钻井液中的进一步应用推广。当前油气勘探开发过程中长水平段泥页岩及砂泥岩等易坍塌地层的井壁失稳问题亟待解决，在这种形势下，开展改性烷基糖苷的研究就成为大势所趋。

申请号为201210273639.8的专利公开了一种钻井液用阳离子烷基糖苷的制备方法，步骤如下：（1）将摩尔比是环氧氯丙烷：水：催化剂为1:12～20:0.02～0.12的原料在温度60～100℃下反应3～8h，得到3-氯-1,2-丙二醇的水溶液；（2）将摩尔比是烷基糖苷：3-氯-1,2-丙二醇为1:0.5～5的原料在温度80～110℃下反应0.5～4.0h后，得到氯代醇糖苷的水溶液；（3）将上述氯代醇糖苷的水溶液用中和剂中和到pH值为6～9，加入叔胺，氯代醇糖苷与叔胺摩尔比为1：0.2～1.2，在温度40～80℃、常压下反应3～10h，得到淡黄色透明的阳离子烷基糖苷水溶液。其页岩抑制性能优异，浓度为1%的水溶液，在120℃下，页岩一次回收率95.55%，二次回收率94.70%，相对回收率达99.11%。跟烷基糖苷相比，阳离子烷基糖苷抗温能力强，抑制性能显著提高，可有效解决长水平段泥页岩及砂泥岩地层的井壁失稳问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有烷基糖苷钻井液抑制能力不足、抗温性能有待提高的缺陷，提供一种抗高温能力强、抑制性强、可有效解决长水平段泥页岩地层井壁失稳问题的阳离子烷基糖苷无土相钻井液。

本发明是通过下述技术方案加以实现：

本发明由阳离子烷基糖苷A2%～5%、低粘度羧甲基纤维素钠盐（LV-CMC）0.1%～0.6%、黄原胶（XC）0.1%～0.6%、高粘度羧甲基纤维素钠盐（HV-CMC）0.1%～0.4%、封堵剂B1%～3%、中和剂0.2%～0.6%、工业盐10%～24%、抗氧剂C0.1%～0.6%、余量为水，按质量百分比混合后经120～150℃高温老化而得。

所述的阳离子烷基糖苷A为阳离子甲基糖苷、阳离子乙基糖苷、阳离子丙基糖苷、阳离子丁基糖苷中的一种。

所述的封堵剂B为超细碳酸钙、油溶树脂、无渗透及磺化沥青中的一种；

所述的中和剂为NaOH、KOH或Na₂CO₃中的一种；

所述的抗氧剂C为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或硫化钠中的一种。

本发明的有益效果：

本发明的钻井液抗温能力达150℃，具有良好的流变性、高温高压降滤失性、优异的抑制性和抗污染能力，动塑比为0.8～1.0，高温高压滤失量＜15mL，岩心一次回收率＞95%，抗盐达饱和、抗钙达5%，抗膨润土10%，抗原油10%。

具体实施方式：

实施例1：

在392mL蒸馏水中加入8mL阳离子甲基糖苷，高速搅拌10分钟，加入0.4g低粘度羧甲基纤维素钠盐，0.4g黄原胶，0.4g高粘度羧甲基纤维素钠盐，高速搅拌20分钟，再加入4g超细碳酸钙，0.8gNaOH，高速搅拌20分钟，再加入40g工业盐，0.4g亚硫酸氢钠，高速搅拌20分钟，装入老化罐内经120℃滚动16h，得到阳离子烷基糖苷无土相钻井液。

实施例2：

在388mL蒸馏水中加入12mL阳离子乙基糖苷，高速搅拌10分钟，加入0.8g低粘度羧甲基纤维素钠盐，0.8g黄原胶，0.8g高粘度羧甲基纤维素钠盐，高速搅拌20分钟，再加入4g油溶树脂，1.4gNa₂CO₃，高速搅拌20分钟，再加入60g工业盐，0.8g亚硫酸钠，高速搅拌20分钟，装入老化罐内经130℃滚动16h，得到阳离子烷基糖苷无土相钻井液。

实施例3：

在384mL蒸馏水中加入16mL阳离子丙基糖苷，高速搅拌10分钟，加入1.6g低粘度羧甲基纤维素钠盐，1.6g黄原胶，1.2g高粘度羧甲基纤维素钠盐，高速搅拌20分钟，再加入8g无渗透，2.0gKOH，高速搅拌20分钟，再加入80g工业盐，1.6g亚硫酸钠，高速搅拌20分钟，装入老化罐内经140℃滚动16h，得到阳离子烷基糖苷无土相钻井液。

实施例4：

在380mL蒸馏水中加入20mL阳离子丁基糖苷，高速搅拌10分钟，加入2.4g低粘度羧甲基纤维素钠盐，2.4g黄原胶，1.6g高粘度羧甲基纤维素钠盐，高速搅拌20分钟，再加入12g磺化沥青，2.4gNaOH，高速搅拌20分钟，再加入96g工业盐，2.4g亚硫酸氢钠，高速搅拌20分钟，装入老化罐内经150℃滚动16h，得到阳离子烷基糖苷无土相钻井液。

表1实施例的钻井液性能指标对比

注：AV：表观粘度，PV：塑性粘度，YP：动切力，G′/G″：静切力，FL：中压滤失量，HTHP：高温高压滤失量，R：岩心回收率。

由表1可知，本发明的阳离子烷基糖苷无土相钻井液具有较好的抗温性，抗温可达150℃，具有良好的流变性、高温高压降滤失性、优异的抑制性和抗污染能力，动塑比为0.8～1.0，高温高压滤失量＜15mL，岩心一次回收率＞95%，抗盐达饱和、抗钙达5%，抗膨润土10%，抗原油10%。

Claims

1.一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，其特征是：使用清水、阳离子烷基糖苷A、低粘度羧甲基纤维素钠、黄原胶、高粘度羧甲基纤维素钠、封堵剂B、中和剂、工业盐、抗氧剂C按以下质量百分比混合后经120～150℃高温老化而得，各组分按质量百分比计分别为：

阳离子烷基糖苷A 2%～5%、低粘度羧甲基纤维素钠盐0.1%～0.6%、黄原胶0.1%～0.6%、高粘度羧甲基纤维素钠盐0.1%～0.4%、封堵剂B1%～3%、中和剂0.2%～0.6%、工业盐10%～24%、抗氧剂C0.1%～0.6%、余量为水。

2.根据权利要求书1所述的一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，其特征是：所述的阳离子烷基糖苷A为阳离子甲基糖苷、阳离子乙基糖苷、阳离子丙基糖苷、阳离子丁基糖苷中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，其特征是：所述的封堵剂B为超细碳酸钙、油溶树脂、无渗透及磺化沥青中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，其特征是：所述的中和剂为NaOH、KOH或Na₂CO₃中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种阳离子烷基糖苷无土相钻井液，其特征是：所述的抗氧剂C为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠及硫化钠中的一种。