CN104962252A - 有机盐聚胺钻井液及其制备方法 - Google Patents

有机盐聚胺钻井液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钻井液技术领域，是一种有机盐聚胺钻井液及其制备方法；该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水、甲基葡萄糖甙、聚胺类泥页岩抑制剂、封堵剂、有机盐、降滤失剂、包被剂、流型调节剂、润滑剂、加重剂、KCL。本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的回收率有较大幅度提高，增强了钻井液体系的抑制性，确保了井下安全；本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的成本平均下降20%至50%，大大降低了生产成本；同时本发明有机盐聚胺钻井液的配制简单，大大降低了工作量。

Description

有机盐聚胺钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻井液技术领域，是一种有机盐聚胺钻井液及其制备方法。
背景技术
钻井液是一种在钻井过程中具有携带清除钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。随着油田的开发逐渐进入中后期，钻井作业的难度和油气井开发成本都在急剧地增加。在钻井中遇到的井下复杂情况也越来越多，经常遇到的问题有扭矩过大、起下钻遇阻、卡钻、机械钻速低、井眼失稳、井漏和储层伤害等。目前，解决这些问题的传统方法是采用有机盐聚胺钻井液。但是，有机盐聚胺钻井液的成本高昂、抑制性差。
发明内容
本发明提供了一种有机盐聚胺钻井液及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有有机盐聚胺钻井液的成本高昂和抑制性差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、膨润土0.3份至4份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
上述有机盐聚胺钻井液按下述方法得到：将所需量的膨润土加入所需量的水中并混合均匀，静置8小时至12小时，然后加入所需量的包被剂、降滤失剂、封堵剂、聚胺类泥页岩抑制剂、流型调节剂、有机盐、甲基葡萄糖甙、润滑剂、加重剂和KCL并混合均匀，得到有机盐聚胺钻井液。
上述有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；或/和，聚胺类泥页岩抑制剂为胺基聚合物、季铵盐阳离子、聚环氧氯丙烷二甲胺中的一种以上；或/和，封堵剂为阳离子改性沥青QF-1、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、无荧光白沥青NFA-25、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种以上。
上述降滤失剂为黄原胶XC、水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、磺化酚醛树脂SMP-2、腐植酸多元共聚物SPNH、磺酸基纤维素聚合物Redu1、羧甲基纤维素CMC-LV中的一种以上；或/和，包被剂为磺化乙烯基聚合物IND-10和阳离子聚合物CHM中的一种以上；或/和，流型调节剂为TX、XY-27、SK-3、Visco1中的一种以上；或/和，润滑剂为液体润滑剂；或/和，加重剂重晶石和铁矿粉中的一种以上。
上述聚胺类泥页岩抑制剂优选为聚环氧氯丙烷二甲胺；或/和，封堵剂优选为无荧光白沥青NFA-25。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种有机盐聚胺钻井液的制备方法，按下述方法进行：将所需量的膨润土加入所需量的水中并混合均匀，静置8小时至12小时，然后加入所需量的包被剂、降滤失剂、封堵剂、聚胺类泥页岩抑制剂、流型调节剂、有机盐、甲基葡萄糖甙、润滑剂、加重剂和KCL并混合均匀，得到有机盐聚胺钻井液。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；或/和，聚胺类泥页岩抑制剂为胺基聚合物、季铵盐阳离子、聚环氧氯丙烷二甲胺中的一种以上；或/和，封堵剂为阳离子改性沥青QF-1、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、无荧光白沥青NFA-25、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种以上。
上述降滤失剂为黄原胶XC、水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、磺化酚醛树脂SMP-2、腐植酸多元共聚物SPNH、磺酸基纤维素聚合物Redu1、羧甲基纤维素CMC-LV中的一种以上；或/和，包被剂为磺化乙烯基聚合物IND-10和阳离子聚合物CHM中的一种以上；或/和，流型调节剂为TX、XY-27、SK-3、Visco1中的一种以上；或/和，润滑剂为液体润滑剂；或/和，加重剂重晶石和铁矿粉中的一种以上。
上述聚胺类泥页岩抑制剂优选为聚环氧氯丙烷二甲胺；或/和，封堵剂优选为无荧光白沥青NFA-25。
本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的回收率有较大幅度提高，增强了钻井液体系的抑制性，确保了井下安全；本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的成本平均下降20%至50%，大大降低了生产成本；同时本发明有机盐聚胺钻井液的配制简单，大大降低了工作量。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
实施例2，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、膨润土0.3份至4份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
实施例3，该有机盐聚胺钻井液按下述制备方法得到：将所需量的膨润土加入所需量的水中并混合均匀，静置8小时至12小时，然后加入所需量的包被剂、降滤失剂、封堵剂、聚胺类泥页岩抑制剂、流型调节剂、有机盐、甲基葡萄糖甙、润滑剂、加重剂和KCL并混合均匀，得到有机盐聚胺钻井液。
实施例4，作为上述实施例的优化，有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；或/和，聚胺类泥页岩抑制剂为胺基聚合物、季铵盐阳离子、聚环氧氯丙烷二甲胺中的一种以上；或/和，封堵剂为阳离子改性沥青QF-1、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、无荧光白沥青NFA-25、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种以上。
实施例5，作为上述实施例的优化，降滤失剂为黄原胶XC、水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、磺化酚醛树脂SMP-2、腐植酸多元共聚物SPNH、磺酸基纤维素聚合物Redu1、羧甲基纤维素CMC-LV中的一种以上；或/和，包被剂为磺化乙烯基聚合物IND-10和阳离子聚合物CHM中的一种以上；或/和，流型调节剂为TX、XY-27、SK-3、Visco1中的一种以上；或/和，润滑剂为液体润滑剂；或/和，加重剂重晶石和铁矿粉中的一种以上。
实施例6，作为上述实施例的优化，聚胺类泥页岩抑制剂优选为聚环氧氯丙烷二甲胺；或/和，封堵剂优选为无荧光白沥青NFA-25。
实施例7，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有100份水、10份有机盐、0.2份磺化乙烯基聚合物IND-10、0.5份黄原胶XC、0.5份水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、1份KCL、1份聚胺类泥页岩抑制剂、0.1份Visco1、0.3份无荧光白沥青NFA-25、0.5份甲基葡萄糖甙、8份重晶石、0.1份润滑剂。实施例7中的聚胺类泥页岩抑制剂为聚环氧氯丙烷二甲胺和季铵盐阳离子按质量比为2∶1组成的混合物；实施例7中的有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；实施例7中的润滑剂为液体润滑剂。
实施例8，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有100份水、30份有机盐、0.3份磺化乙烯基聚合物IND-10、0.3份黄原胶XC、0.5份水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、7份KCL、1份无荧光白沥青NFA-25、2份聚胺类泥页岩抑制剂、0.2份Visco1、1份甲基葡萄糖甙、8份重晶石、0.3份润滑剂。实施例8中的聚胺类泥页岩抑制剂为聚环氧氯丙烷二甲胺和季铵盐阳离子按质量比为2∶1组成的混合物；实施例8中的有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；实施例8中的润滑剂为液体润滑剂。
实施例9，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有100份水、30份有机盐、0.5份磺化乙烯基聚合物IND-10、0.2份黄原胶XC、0.5份水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、5份KCL、1份无荧光白沥青NFA-25、5份聚胺类泥页岩抑制剂、0.3份Visco1、2份甲基葡萄糖甙、8份重晶石、1份润滑剂。实施例9中的聚胺类泥页岩抑制剂为聚环氧氯丙烷二甲胺和季铵盐阳离子按质量比为3∶1组成的混合物；实施例9中的有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；实施例9中的润滑剂为液体润滑剂。
实施例10，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有100份水、40份有机盐、0.3份磺化乙烯基聚合物IND-10、0.1份黄原胶XC、0.5份水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、5份KCL、0.5份无荧光白沥青NFA-25、4份聚胺类泥页岩抑制剂、0.5份Visco1、6份甲基葡萄糖甙、7份铁矿粉、0.8份润滑剂。实施例10中的聚胺类泥页岩抑制剂为聚环氧氯丙烷二甲胺和季铵盐阳离子按质量比为3∶1组成的混合物；实施例10中的有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；实施例10中的润滑剂为液体润滑剂。
实施例11，该有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有100份水、50份有机盐、0.3份磺化乙烯基聚合物IND-10、0.5份黄原胶XC、0.5份水解聚丙烯晴铵盐NH 4 PAN、7份KCL、1份无荧光白沥青NFA-25、7份聚胺类泥页岩抑制剂、1份Visco1、1份甲基葡萄糖甙、8份重晶石、2份润滑剂。实施例11中的聚胺类泥页岩抑制剂为聚环氧氯丙烷二甲胺和季铵盐阳离子按质量比为3∶1组成的混合物；实施例11中的有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；实施例11中的润滑剂为液体润滑剂。
根据本发明上述实施例7至实施例11得到的有机盐聚胺钻井液的性能数据见表1所示；本发明得到的有机盐聚胺钻井液和现有技术有机盐钻井液在相同实验条件下的平均性能数据见表2所示；实验中所用岩屑清水滚动回收率为5.2%；在表1和表2中，D为钻井液密度，g/cm 3 ；FL为API滤失量，mL；PV为钻井液塑性粘度，mPa·s；YP为钻井液动切力，Pa；Gel为钻井液初切力/钻井液终切力，Pa。
回收率（%）：采用岩屑滚动回收率来评价钻井液的抑制性，岩屑滚动回收率实验通过向钻井液中加入6目至10目页岩岩屑50g，在110℃的老化罐（约350ml）中热滚16h小时，然后用40目筛网回收岩屑，经洗涤、干燥、称重。回收的岩屑重量与初始岩屑重量之比即为岩屑回收率；回收率越高，表示钻井液的抑制性越强，岩屑的分散程度越低。
从表1和表2可以看出，本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的回收率有较大幅度提高，增强了钻井液体系的抑制性，确保了井下安全；本发明得到的有机盐聚胺钻井液较现有技术有机盐钻井液的成本平均下降20%至50%，大大降低了生产成本；同时本发明有机盐聚胺钻井液的配制简单，大大降低了工作量。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
表1
钻井液 实验条件 D FL PV YP Gel 回收率%
实例1 110℃热滚16h 1.20 2.8 34 7 2/7 90.1
实例2 110℃热滚16h 1.21 3.2 32 6 2/5 90.3
实例3 110℃热滚16h 1.62 3 46 6 2/6 95.0
实例4 110℃热滚16h 1.83 4.2 75 4 2/7 97.8
实例5 110℃热滚16h 2.14 4.6 101 5 3/10 99.2
表2
钻井液 实验条件 D FL PV YP Gel 回收率%
现有技术有机盐钻井液 110℃热滚16h 1.25 2.8 34 7 2/7 89.8
本发明有机盐聚胺钻井液 110℃热滚16h 1.25 2.9 32 6 2/6 92.5

Claims (10)

1.一种有机盐聚胺钻井液，其特征在于原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
2.根据权利要求1所述的有机盐聚胺钻井液，其特征在于有机盐聚胺钻井液，原料按重量份数含有水100份、甲基葡萄糖甙0.5份至3份、聚胺类泥页岩抑制剂1份至7份、封堵剂0.1份至5份、有机盐10份至50份、膨润土0.3份至4份、降滤失剂0.2份至6份、包被剂0.1份至0.5份、流型调节剂0.1份至1.5份、润滑剂0.1份至2份、加重剂0.5份至70份、KCL1份至7份。
3.根据权利要求1或2所述的有机盐聚胺钻井液，其特征在于有机盐聚胺钻井液按下述方法得到：将所需量的膨润土加入所需量的水中并混合均匀，静置8小时至12小时，然后加入所需量的包被剂、降滤失剂、封堵剂、聚胺类泥页岩抑制剂、流型调节剂、有机盐、甲基葡萄糖甙、润滑剂、加重剂和KCL并混合均匀，得到有机盐聚胺钻井液。
4.根据权利要求1或2或3所述的有机盐聚胺钻井液，其特征在于有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；或/和，聚胺类泥页岩抑制剂为胺基聚合物、季铵盐阳离子、聚环氧氯丙烷二甲胺中的一种以上；或/和，封堵剂为阳离子改性沥青QF-1、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、无荧光白沥青NFA-25、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种以上。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的有机盐聚胺钻井液，其特征在于降滤失剂为黄原胶XC、水解聚丙烯晴铵盐NH4PAN、磺化酚醛树脂SMP-2、腐植酸多元共聚物SPNH、磺酸基纤维素聚合物Redu1、羧甲基纤维素CMC-LV中的一种以上；或/和，包被剂为磺化乙烯基聚合物IND-10和阳离子聚合物CHM中的一种以上；或/和，流型调节剂为TX、XY-27、SK-3、Visco1中的一种以上；或/和，润滑剂为液体润滑剂；或/和，加重剂重晶石和铁矿粉中的一种以上。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的有机盐聚胺钻井液，其特征在于聚胺类泥页岩抑制剂优选为聚环氧氯丙烷二甲胺；或/和，封堵剂优选为无荧光白沥青NFA-25。
7.一种根据权利要求1或2所述的有机盐聚胺钻井液的制备方法，其特征在于按下述方法进行：将所需量的膨润土加入所需量的水中并混合均匀，静置8小时至12小时，然后加入所需量的包被剂、降滤失剂、封堵剂、聚胺类泥页岩抑制剂、流型调节剂、有机盐、甲基葡萄糖甙、润滑剂、加重剂和KCL并混合均匀，得到有机盐聚胺钻井液。
8.根据权利要求7所述的有机盐聚胺钻井液的制备方法，其特征在于有机盐为碱金属低碳有机酸盐、有机酸铵盐和有机酸季铵盐中的一种以上；或/和，聚胺类泥页岩抑制剂为胺基聚合物、季铵盐阳离子、聚环氧氯丙烷二甲胺中的一种以上；或/和，封堵剂为阳离子改性沥青QF-1、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、无荧光白沥青NFA-25、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种以上。
9.根据权利要求7或8所述的有机盐聚胺钻井液的制备方法，其特征在于降滤失剂为黄原胶XC、水解聚丙烯晴铵盐NH4PAN、磺化酚醛树脂SMP-2、腐植酸多元共聚物SPNH、磺酸基纤维素聚合物Redu1、羧甲基纤维素CMC-LV中的一种以上；或/和，包被剂为磺化乙烯基聚合物IND-10和阳离子聚合物CHM中的一种以上；或/和，流型调节剂为TX、XY-27、SK-3、Visco1中的一种以上；或/和，润滑剂为液体润滑剂；或/和，加重剂重晶石和铁矿粉中的一种以上。
10.根据权利要求7或8或9所述的有机盐聚胺钻井液的制备方法，其特征在于聚胺类泥页岩抑制剂优选为聚环氧氯丙烷二甲胺；或/和，封堵剂优选为无荧光白沥青NFA-25。
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