CN104559948A - 一种油基钻井液用可降解降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油基钻井液用可降解降滤失剂由下列组分构成：蜡质玉米淀粉、疏水改性剂、冰醋酸、氢氧化钠、乙醇和水。同时本发明还给出其制备方法是：（1）取2~4份氢氧化钠、30~60份乙醇和50~100份蜡质玉米淀粉和500~1000份水，依次倒入三口烧瓶中于20-30℃水浴中搅拌碱化15-25分钟；（2）待温度稳定后，加入10~20份疏水改性剂，升温至60℃，加入2~6份氢氧化钠，反应25-35分钟；（3）反应结束用10~30份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎得产品。该可降解降滤失剂由蜡质玉米淀粉（支链淀粉含量超过95.0%）经过疏水改性剂获得，具有抗温性较强、降滤失效果突出，完全生物降解的特点。

Description

一种油基钻井液用可降解降滤失剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钻井过程中所使用的钻井液处理剂领域中的一种油基钻井液用可降解降滤失剂及其制备方法。

背景技术

在勘探钻井过程中，必不可少地需要使用钻井液来达到冷却钻头、携带钻屑、稳定井壁等功能。从成本和环保两方面考虑，人们一般选择水基钻井液进行钻井。但是，在很多特殊情况下，水基钻井液是无能为力的。如在强水敏性地层，页岩破碎性地层等，采用水基钻井液则会发生很多井下复杂事故。再则，现在油基钻井液已经开发出新型低毒矿物油基钻井液，该体系对环境的影响已经降至最低。而且，现在的油基钻井液已经成规模化应用，回收再利用技术已经成熟，使其成本大幅度降低。因此，为了降低钻井过程中事故率，国外公司已经大规模应用油基钻井液技术。在油基钻井液中，主要由油相、水相、有机土、提粘提切剂、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、加重剂等组分组成。其中降滤失剂对于控制油相在地层中的侵入具有重要作用。

目前，人们最常用的油基降滤失剂为沥青类产品，沥青类降滤失剂虽然能够较好地降低滤失量，但是其具有不可降解性，同时，存在沥青条件下，钻井的机械钻速将受到较大影响，而且由于存在荧光效应，在探井中限制使用。史茂勇等（CN200910063480.5）采用腐殖酸树脂和有机胺反应合成出一种新型油基降滤失剂，该处理剂具有较好降滤失功能，抗温达180℃，但是腐殖酸氨化处理后其降解速度受到大大降低，不能有效解除其环境伤害性。最近，刘颖等（CN201210346679.0）采用褐煤、有机胺、顺丁橡胶及EDTA反应合成出一种性能较好的油基降滤失剂，但这种降滤失剂不能完全降解，对环境影响较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供的一种具有抗温性较强、降滤失效果突出，完全生物降解的油基钻井液用降滤失剂及其制备方法。

本发明的技术方案包括

首先，一种油基钻井液用可降解降滤失剂，由下列重量组分构成：

蜡质玉米淀粉                           50~100份

疏水改性剂                              10~20份

冰醋酸                                  10~30份

氢氧化钠                                 4~10份

乙醇                                     30-60份

水                                      500~1000份

所述蜡质玉米淀粉支链淀粉含量超过95.0%。

所述疏水改性剂为氯代甲苯、溴代甲苯、苯甲酰氯、对苯甲酰氯、苯甲酸钠、苯乙酸钠中的任意一种。

其次按照前述油基钻井液用可降解降滤失剂的制备方法是：

（1）取2~4份氢氧化钠、30~60份乙醇和50~100份蜡质玉米淀粉和500~1000份水，依次倒入三口烧瓶中于20-30℃水浴中搅拌碱化15-25分钟；

（2）待温度稳定后，加入10~20份疏水改性剂，升温至60℃，加入2~6份氢氧化钠，反应25-35分钟；

（3）反应结束用10~30份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎得产品。

本发明与现有技术相比具有如下优势：该油基钻井液用可降解降滤失剂具有抗高温能力，可以在120~150℃使用；该降滤失剂对油基钻井液粘度影响不大；该降滤失剂具有可降解特性，在高温条件下，长期放置可发生自然降解，无生物毒性，对环境没有影响；由于具有油溶性，在后期返排时很容易溶解到油相中，从而降低对储层的伤害；与各种钻井液处理剂配伍性良好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实例1：

称取4份氢氧化钠、50份乙醇和70份蜡质玉米淀粉和600份水，依次倒入三口烧瓶中于25℃水浴中搅拌碱化20分钟；待温度稳定后，加入11份苯甲酰氯，升温至60℃，加入1份氢氧化钠，反应30分钟。反应结束用15份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎，可得油基钻井液可降解降滤失剂。

实例2：

称取2份氢氧化钠、30份乙醇和80份蜡质玉米淀粉和800份水，依次倒入三口烧瓶中于25℃水浴中搅拌碱化20分钟；待温度稳定后，加入13份对苯甲酰氯，升温至60℃，加入3份氢氧化钠，反应30分钟。反应结束用20份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎，可得油基钻井液可降解降滤失剂。

实例3：

称取4份氢氧化钠、60份乙醇和100份蜡质玉米淀粉和1000份水，依次倒入三口烧瓶中于25℃水浴中搅拌碱化20分钟；待温度稳定后，加入20份苯乙酸钠，升温至60℃，加入6份氢氧化钠，反应30分钟。反应结束用30份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎，可得油基钻井液可降解降滤失剂。

实施例的产品评价

以现场常用油基钻井液基本配方为基础，测定油基降滤失剂的性能。基本配方为：80% 15#白油 + 4.0%有机土 + 4.0%乳化剂OP-10 + 2.0%润湿剂FB-MOWET + 0.5%CaO + 8%CaCO₃，记为1#浆，在1#浆基础上加入3.0%降滤失剂，考察降滤失剂对油基钻井液的影响。考察150℃滚动16小时前后性能变化，结果见表1。

表1 降滤失剂对油基钻井液的影响

具体测试方法见GB/T 16782-1997《油基钻井液现场测试程序》，其中AV为油基钻井液的表观粘度，PV为油基钻井液的塑性粘度，YP为油基钻井液的屈服值，API_FL为常温常压失水，HTHP_FL为高温高压失水。

由表1结果可以看出，本发明的降滤失剂在油基钻井液体系中，具有较好的降滤失功能，表观粘度和塑性粘度变化不大，抗温能抗到150℃。

将3.0%的可降解降滤失剂放置在充满氧气的密闭瓶中，在150℃/好氧菌条件下，连续滚动，每隔24小时取样，检测可降解降滤失剂的剩余量。考察发现，连续滚动20天后，实例1、实例2和实例3的剩余量均为0，这表明，这种可降解降滤失剂是完全可生物降解的。

采用DXY-2生物毒性测试仪，根据GB/T 15441- 1995《水质急性毒性的测定的发光细菌法》用发光菌法对可降解降滤失剂的生物毒性进行了测试。实例1、实例2和实例3检测结果分别为：EC₅₀值分别为180,000、192,300和210,000，远远超过了无毒标准（>30,000），这充分证明这种处理剂的环境友好性。

Claims (3)

1.一种油基钻井液用可降解降滤失剂，其特征是由下列重量组分构成：

蜡质玉米淀粉                           50~100份

疏水改性剂                              10~20份

冰醋酸                                  10~30份

氢氧化钠                                 4~10份

乙醇                                     30-60份

水                                      500~1000份

根据权利要求1所述的油基钻井液用可降解降滤失剂，其特征是，所述蜡质玉米淀粉支链淀粉含量超过95.0%。

2.根据权利要求1所述的油基钻井液用可降解降滤失剂，其特征是，所述疏水改性剂为氯代甲苯、溴代甲苯、苯甲酰氯、对苯甲酰氯、苯甲酸钠、苯乙酸钠中的任意一种。

3.按照前述任一权利要求所述的油基钻井液用可降解降滤失剂的制备方法，其特征是：

（1）取2~4份氢氧化钠、30~60份乙醇和50~100份蜡质玉米淀粉和500~1000份水，依次倒入三口烧瓶中于20-30℃水浴中搅拌碱化15-25分钟；

（2）待温度稳定后，加入10~20份疏水改性剂，升温至60℃，加入2~6份氢氧化钠，反应25-35分钟；

（3）反应结束用10~30份冰醋酸中和、洗涤、过滤、干燥、粉碎得产品。