CN104974721A - 一种抗高温油基钻井液用配制剂及其制备方法 - Google Patents

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郭保雨
钟春
何兴华
王宝田
张海青
秦涛
王旭东
周辉
沈丽
邱春阳
王雪晨
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Drilling Engineering Technology Co of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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Abstract

本发明涉及一种抗高温油基钻井液用配制剂及其制备方法。其技术方案是：按体积配比计，含有以下组分：有机载体20~35份、有机溶剂100份、表面活性剂A：20~35份、表面活性剂B：10~23份、氧化钙10~25份；上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸酰胺类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油、汽制油或低毒矿物油。本发明利用种类较少的处理剂通过一种简单的方法得到了能抗高温的油基钻井液配制剂，与国内的其它同类处理剂相比较，制备方法是简单的混合搅拌，易操作，制备产品所需的原材料品种少，生成的配制剂性能优越，抗温可达到180℃。

Description

一种抗高温油基钻井液用配制剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种石油钻井液或完井液技术领域，特别涉及一种抗高温油基钻井液用配制剂及其制备方法。
背景技术
油基钻井液因具有抑制性强、机械钻速快、润滑性能好、滤失量低等显著优点，已经成为钻探高温深井、大斜度定向井、大位移水平井等高难度井以及复杂地层所使用的主要钻井液体系。常规油基钻井液体系是以柴油或白油、气制油、合成油等为连续相，并加入适量的增黏剂、主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂、碱度控制剂、流型调节剂、加重剂等在一定条件下配制而成。《钻井液与完井液》杂志2013年7月第四期刊登了一篇题为《抗高温油包水型乳化剂的研制与应用》的资料，公布了一种油包水型乳状液的配制方法，该方法是将主乳化剂、辅乳化剂以及氯化钙水溶液分别加入到油相中，需要在60℃水浴加热条件下搅拌1.5小时才能得到稳定的油包水型乳状液，对于现场配制油基钻井液存在加热温度高、搅拌时间长的缺点。中国专利CN102796497A公布了一种油基钻井液的配制方法，是将主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂，氯化钙水溶液、有机土、氧化钙、降滤失剂以及重晶石依次加入到油相中，每次需要高速搅拌5-25分钟，总的搅拌时间在50-60分钟之间。该方法虽然不需要加热，但是由于加入组分多，处理剂的分散时间较长，而且由于处理剂的种类较多，各个处理剂之间的配伍性差异较大，钻井液体系的性能调控较为困难。
为了解决油基钻井液体系配制工艺复杂、性能调控不方便的缺点，一类新型的处理剂——油基钻井液配制剂被研发出来。《钻井液与完井液》杂志2013年3月第2期刊登了一篇题为《油基钻井液配制剂研究》的文献，利用无机矿物纤维及有机物作为载体，分别与阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及多烯烃等反应生成油基钻井液配制剂，抗温性能达到150℃。但是该配制剂需要的处理剂的种类较多而且需要反应生成，配制工艺较为复杂，此外其抗温性能只有150℃，限制了其在高温地层的应用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种抗高温油基钻井液用配制剂及其制备方法，本发明利用种类较少的处理剂通过一种简单的方法得到了能抗高温的油基钻井液配制剂，与国内的其它同类处理剂相比较，制备方法是简单的混合搅拌，易操作，制备产品所需的原材料品种少，生成的配制剂性能优越，抗温可达到180℃。
一种油基钻井液用配制剂，其技术方案是：按体积配比计，含有以下组分：
有机载体          20~35份
有机溶剂           100份
表面活性剂A       20~35份
表面活性剂B       10~23份
氧化钙             10~25份；
上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸酰胺类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油、汽制油或低毒矿物油。
上述的有机土为蒙脱石的季铵化产物。
上述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂：                                               ，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
上述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂：,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
本发明提到的抗高温油基钻井液用配制剂的制备方法，由以下步骤制成：
以11×1000rpm的速度搅拌，在有机溶剂100份中加入有机载体20~35份、氧化钙10~25份、表面活性剂A：20~35份、表面活性剂B：10~23份混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得黄油状产品。
本发明的有益效果是：本发明的油基钻井液配制剂具有增黏、降滤失、乳化、优化流变性等功能，较好地解决了油基钻井液配方配制工艺复杂、处理剂配伍性差等问题，并且分散时间短，操作简单，能适应现场配制的要求，能与多种油基钻井液基液配伍，是一种理想的多功能油基钻井液处理剂。该处理剂应用于油基钻井液中，能达到减少井下复杂事故、降低钻井成本、提高勘探与开发速度与效益的作用。
具体实施方式
   下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明。
 实施例1：
有机载体             20份
有机溶剂              100份
表面活性剂A           20份
表面活性剂B           10份
氧化钙                 10份
    按上述重量份数将有机载体、表面活性剂A、表面活性剂B、氧化钙，加入到有机溶剂中，以11×1000rpm的速度搅拌，混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得产品。
上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油。
上述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂：，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
上述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂：,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
本实施例提到的表面活性剂A，也就是脂肪酸酰胺类表面活性剂是上海楚星化工有限公司生产的产品；表面活性剂B，也就是脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂是南通辰润化工有限公司生产的产品。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基液的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表1
表1 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例2
有机载体              30份
有机溶剂              100份
表面活性剂A           30份
表面活性剂B           20份
氧化钙                 25份
按上述重量份数将有机载体、表面活性剂A、表面活性剂B、氧化钙，加入到有机溶剂中，以11×1000rpm的速度搅拌，混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得产品。
上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油。
上述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂：，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
上述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂：,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
本实施例提到的表面活性剂A，也就是脂肪酸酰胺类表面活性剂是上海楚星化工有限公司生产的产品；表面活性剂B，也就是脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂是南通辰润化工有限公司生产的产品。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基液的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表2
                  表2 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例3
有机载体              35份
有机溶剂              100份
表面活性剂A           35份
表面活性剂B           20份
氧化钙                 25份
    按上述重量份数将有机载体、表面活性剂A、表面活性剂B、氧化钙，加入到有机溶剂中，以11×1000rpm的速度搅拌，混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得产品。
上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油。
上述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂： ，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
上述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂： ,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
本实施例提到的表面活性剂A，也就是脂肪酸酰胺类表面活性剂是上海楚星化工有限公司生产的产品；表面活性剂B，也就是脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂是南通辰润化工有限公司生产的产品。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基液的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表3
表3 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例4
有机载体             35份
有机溶剂              100份
表面活性剂A           35份
表面活性剂B           23份
氧化钙                 25份
按上述重量份数将有机载体、表面活性剂A、表面活性剂B、氧化钙，加入到有机溶剂中，以11×1000rpm的速度搅拌，混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得产品。
其中的表面活性剂A为氧化脂肪酸类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪酸聚氧乙烯类表面活性剂。其中的有机溶剂为植物油。
上述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂：，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
上述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂：,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
本实施例提到的表面活性剂A，也就是脂肪酸酰胺类表面活性剂是上海楚星化工有限公司生产的产品；表面活性剂B，也就是脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂是南通辰润化工有限公司生产的产品。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基液的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表4
表4 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例5
用汽制油替代植物油，其它同实施例1。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表5
表5 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例6
用汽制油替代植物油，其它同实施例2。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表6 
表6 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例7
用汽制油替代植物油，其它同实施例3。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表7 
表7 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例8
用汽制油替代植物油，其它同实施例4。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表8
表8 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例9
用低毒矿物油替代植物油，其它同实施例1。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表9
表9 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例10
用低毒矿物油替代植物油，其它同实施例2。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表10
表10 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例11
用低毒矿物油替代植物油，其它同实施例3。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表11
表11 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响
实施例12
用低毒矿物油替代植物油，其它同实施例4。
将所得的油基钻井液配制剂按质量分数11%的量加入到以白油或合成基为基油的油基钻井液中进行180℃滚动16h抗温老化试验，老化前后性能测试数据结果见表12
表12 配制剂对未加重油基钻井液体系性能的影响

Claims (5)

1.一种抗高温油基钻井液用配制剂，其特征是：按体积配比计，含有以下组分：
有机载体          20~35份
有机溶剂           100份
表面活性剂A       20~35份
表面活性剂B       10~23份
氧化钙             10~25份；
上述的有机载体为有机土，表面活性剂A为脂肪酸酰胺类表面活性剂，表面活性剂B为脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂，所述的有机溶剂为植物油、汽制油或低毒矿物油。
2.根据权利要求1所述的抗高温油基钻井液用配制剂，其特征是：所述的有机土为蒙脱石的季铵化产物。
3.根据权利要求1所述的抗高温油基钻井液用配制剂，其特征是：所述的表面活性剂A是具有以下通式的脂肪酸酰胺类表面活性剂：                                                ，其中R为C8~C18的烷烃或者单烯烃。
4.根据权利要求1所述的抗高温油基钻井液用配制剂，其特征是：所述的表面活性剂B是具有以下通式的脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂：,其中R为C8~C18的烷烃，n为8~18。
5.一种如权利要求1所述的抗高温油基钻井液用配制剂的制备方法，其特征是由以下步骤制成：
以11×1000rpm的速度搅拌，在有机溶剂100份中加入有机载体20~35份、氧化钙10~25份、表面活性剂A：20~35份、表面活性剂B：10~23份混合均匀，在40~70℃恒温水浴中搅拌3~5h，即制得黄油状产品。
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