CN104610936B - 一种全油基钻井液用降滤失剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全油基钻井液用降滤失剂及其制备方法。以重量份数计，该降滤失剂的原料组成包括130‑140份乳化胶团化合物和20份腐殖酸酰胺，其中：所述乳化胶团化合物的原料组成包括60份柴油、10份乳化剂、60‑70份大分子胶团化合物。本发明提供的全油基钻井液用降滤失剂的制备工艺简单，产品性能好，能保持钻井液流变性、降滤失性，有效保护油气层、防塌、防止井径扩大。

Description

一种全油基钻井液用降滤失剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全油基钻井液用降滤失剂及其制备方法，属于石油勘探领域。
背景技术
近些年油包水钻井液(分散相含量≥10％)得到广泛应用，但仍存在一定的不足之处：①钻井液含有大量乳化水滴，塑性黏度高，影响机械钻速，并造成储层乳化堵塞；②为保持乳液的稳定性，加大了乳化剂用量，这会导致岩石表面润湿性由亲水变为亲油，造成储层损害；③地层中水的活度与钻井液水相活度很难达到平衡，因此使井壁失稳。全油基钻井液含有少量水(分散性含量≤10％)，乳化剂用量少，电稳定性要求低、滤液不会污染地层等优点。全油基钻井液除具有油包水乳化钻井液的优点外，还克服了上述不足。虽然全油基油有上述优点，但是由于其滤失量难于控制，导致应用、推广用受阻。
国内威远-长宁地区页岩气井具有密度高(>2.0g/cm3)、温度低(70℃-90℃)，孔喉半径小(纳微米级)等特点，给高密度油基钻井液带来以下技术难点：封堵难和滤失量大问题；普通沥青类降滤失剂软化点较高，低温下效果较差；普通降滤失剂粒径太大，尺寸与页岩孔吼不匹配，无法形成致密封堵层。
因此，提供一种能够解决全油基降滤失量难以控制的问题的降滤失剂成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种全油基钻井液用降滤失剂，该降滤失剂具有更好的体系配伍性及乳液稳定性。
本发明的目的还在于提供一种制备上述全油基钻井液用降滤失剂的方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种全油基钻井液用降滤失剂，以重量份数计，该降滤失剂的原料组成包括130-140份乳化胶团化合物和20份腐殖酸酰胺，其中：
所述乳化胶团化合物的原料组成包括60份柴油、10份乳化剂、60-70份大分子胶团化合物。
在上述降滤失剂中，优选地，以重量份数计，所述腐殖酸酰胺的原料组成包括100份腐殖酸、20份溶剂和30份有机胺。
在上述降滤失剂中，优选地，所述乳化剂包括烷醇酰胺表面活性剂、司盘类表面活性剂、烷基磺酸盐表面活性剂中的一种。
在上述降滤失剂中，优选地，所述烷醇酰胺表面活性剂的通式为R-CON(CH2CH2OH)2，其中R为C12-C18的烷基；
所述司盘类表面活性剂包括span85、span65、span80、span60、span40中的任一种；
所述烷基磺酸盐表面活性剂，其通式为R-NaO3S，其中R为C15-C18的烷基。
在上述降滤失剂中，优选地，所述大分子胶团化合物包括天然沥青、石油沥青、石油树脂、氧化沥青中的一种。
在上述降滤失剂中，优选地，所述溶剂包括苯、四氯化碳、甲苯、乙醇中的一种。
在上述降滤失剂中，优选地，所述有机胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺中的一种。
在上述降滤失剂中，优选地，所述柴油包括0#柴油。
为达到上述目的，本发明另外还提供了一种制备上述全油基钻井液用降滤失剂的方法，其包括以下步骤：
在柴油中加入乳化剂搅拌均匀，将氮气通入高压反应釜中直至压力为0.5-0.7MPa，加热高压釜至90-120℃；然后向乳液中加入大分子胶团化合物，搅拌反应至大分子胶团化合物分散均匀，再向其中加入腐殖酸酰胺，搅拌反应3-8小时后得到全油基钻井液用降滤失剂。
在上述方法中，优选地，所述腐殖酸酰胺的制备方法包括以下步骤：
将腐殖酸、溶剂放入高压釜中搅拌均匀后，通入氮气0.5-0.7MPa，然后向其中加入有机胺，加热至200-220℃恒温搅拌反应3-4小时后，降温至常温，烘干，粉碎，得到腐殖酸酰胺。
本发明提供的全油基钻井液用降滤失剂具有以下有益效果：
1)更好的体系配伍性、乳液稳定性。由于油基钻井液的连续相为油相，基础油、乳化剂、润湿剂等均为液体，亲油胶体降滤失剂也是液体，有助于混合均匀，提高乳液稳定性，且与常规降滤失剂沥青比，本发明提供的全油基钻井液用降滤失剂不存在软化点，能够在不同的温度下起到良好的作用。
2)更优良的降滤失效果。与普通油基降滤失剂相比，本发明提供的全油基钻井液用降滤失剂能将全油基钻井液的高温高压滤失量降至5mL以下。
3)本发明提供的全油基钻井液用降滤失剂具有运输安全简单、现场应用方便、成本低、更优越的环保性能及储层保护性能等优势，具有深远的经济及社会效益，非常值得推广应用。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种全油基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
将100重量份腐殖酸、20重量份甲苯放入高压釜中，搅拌均匀后，通入氮气0.5MPa，加入30重量份二乙烯三胺，加热至200℃，在该温度下恒温搅拌反应3小时后，得到黑色产物；
降温至常温，烘干，粉碎，得到黑色粉状样品即为腐殖酸酰胺。
在60重量份0#柴油中加入10重量份十六烷基磺酸钠并搅拌均匀，将氮气缓慢通入高压反应釜中直至压力为0.7MPa，加热高压反应釜至110℃；
然后向乳液中加入60重量份石油沥青，搅拌反应6小时，待大分子胶团化合物分散均匀后，再向其中投入20重量份腐殖酸酰胺，搅拌反应3小时后所得产物为降滤失剂。
实施例2
本实施例提供了一种全油基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
将100重量份腐殖酸、20重量份苯放入高压釜中，搅拌均匀后，通入氮气0.5MPa，加入30重量份二乙醇胺，加热至220℃，在该温度下恒温搅拌反应4小时后，得到黑色产物；
降温至常温，烘干，粉碎，得到黑色粉状样品即为腐殖酸酰胺。
在60重量份0#柴油中加入10重量份油酸二乙醇酰胺乳化剂搅拌均匀，将氮气缓慢通入高压反应釜中直至压力为0.7MPa，加热高压反应釜至110℃；
然后向乳液中加入60重量份石油树脂，搅拌反应8小时，待大分子胶团化合物分散均匀后，再向其中投入20重量份腐殖酸酰胺，搅拌反应4小时所得产物为降滤失剂。
实施例3
本实施例提供了一种全油基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
将100重量份腐殖酸、20重量份四氯化碳放入高压釜中，搅拌均匀后，通入氮气0.5MPa，加入30重量份三乙醇胺，加热至210℃，在该温度下恒温搅拌反应4小时后，得到黑色产物；
降温至常温，烘干，粉碎，得到黑色粉状样品即为腐殖酸酰胺。
在60重量份0#柴油中加入10重量份的span-65搅拌均匀，将氮气缓慢通入高压反应釜中直至压力为0.7MPa，加热高压反应釜至110℃；
然后向乳液中加入60重量份天然沥青，搅拌反应6小时，待大分子胶团化合物分散均匀后，再向其中投入20重量份腐殖酸酰胺，搅拌反应6小时所得产物为降滤失剂。
实施例4
本实施例提供了一种全油基钻井液用降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
将100重量份腐殖酸、20重量份乙醇放入高压釜中，搅拌均匀后，通入氮气0.6MPa，加入30重量份二乙烯三胺，并加热至220℃，在该温度下恒温搅拌反应4小时后，得到黑色产物；
降温至常温，烘干，粉碎，得到黑色粉状样品即为腐殖酸酰胺。
在60份0#柴油中加入10重量份span-80搅拌均匀，将氮气缓慢通入高压反应釜中直至压力为0.7MPa，加热高压反应釜至110℃；
然后向乳液中加入60重量份氧化沥青，搅拌反应8小时，待大分子胶团化合物分散均匀后，再向其中投入20重量份腐殖酸酰胺，搅拌反应4小时所得产物为降滤失剂。
在全油基体系中对上述实施例中的降滤失剂进行降滤失性能测试，测试用全油基钻井液的原料组成为：380mL5#白油+20mL CaCl2(质量浓度为20％)+24g span-85+8g有机土(浙江丰虹新材料股份有限公司)+16g氧化沥青(湖北汉科新技术有限公司)+12gCaO+重晶石(使该全油基钻井液ρ＝2.0g/cm3)。
根据GBT 16783.2-2012石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液标准，对全油基钻井液以及添加2％降滤失剂的全油基钻井液进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1 测试结果
从表1中可以看出，在全油基钻井液中加入2％由本发明提供的降滤失剂，全油基钻井液的API滤失量(FLAPI)和高温高压滤失量(FLHTHP)，比没有添加降滤失剂的全油基钻井液的滤失量要小很多，因此本发明提供的降滤失剂在全油基钻井液中的降滤失效果明显，可使其高温高压滤失量降至5mL以下。

Claims (9)

1.一种全油基钻井液用降滤失剂，以重量份数计，该降滤失剂的原料组成包括130-140份乳化胶团化合物和20份腐殖酸酰胺，其中：
所述乳化胶团化合物的原料组成包括60份柴油、10份乳化剂、60-70份大分子胶团化合物；所述大分子胶团化合物包括天然沥青、石油沥青、石油树脂、氧化沥青中的一种。
2.根据权利要求1所述的降滤失剂，其中：以重量份数计，所述腐殖酸酰胺的原料组成包括100份腐殖酸、20份溶剂和30份有机胺。
3.根据权利要求1所述的降滤失剂，其中：所述乳化剂包括烷醇酰胺表面活性剂、司盘类表面活性剂、烷基磺酸盐表面活性剂中的一种。
4.根据权利要求3所述的降滤失剂，其中：所述烷醇酰胺表面活性剂的通式为R-CON(CH2CH2OH)2，其中R为C12-C18的烷基；
所述司盘类表面活性剂包括span85、span65、span80、span60、span40中的任一种；
所述烷基磺酸盐表面活性剂，其通式为R-NaO3S，其中R为C15-C18的烷基。
5.根据权利要求2所述的降滤失剂，其中：所述溶剂包括苯、四氯化碳、甲苯、乙醇中的一种。
6.根据权利要求2所述的降滤失剂，其中：所述有机胺包括二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺中的一种。
7.根据权利要求1所述的降滤失剂，其中：所述柴油包括0#柴油。
8.一种制备权利要求1-7中任一项所述的全油基钻井液用降滤失剂的方法，其包括以下步骤：
在柴油中加入乳化剂搅拌均匀，将氮气通入高压反应釜中直至压力为0.5-0.7MPa，加热高压釜至90-120℃；然后向乳液中加入大分子胶团化合物，搅拌反应至大分子胶团化合物分散均匀，再向其中加入腐殖酸酰胺，搅拌反应3-8小时后得到全油基钻井液用降滤失剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述腐殖酸酰胺的制备方法包括以下步骤：
将腐殖酸、溶剂放入高压釜中搅拌均匀后，通入氮气0.5-0.7MPa，然后向其中加入有机胺，加热至200-220℃条件下恒温搅拌反应3-4小时后，降温至常温，烘干，粉碎，得到腐殖酸酰胺。
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