CN105062438A - 一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，属石油钻井的油基钻井液技术领域。其原料组成包括40份3#白油，60份30%氯化钙盐水，2～5份高效乳化剂,1～3份乳化稳定剂，1～3.0份降滤失剂，1～5份石灰，20～50份重晶石。其制备方法为：将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟制作完毕。本发明具有较好的乳化稳定性、携岩能力和井壁稳定性，可大幅降低油基乳化钻井液配制及石油天然气钻探成本。解决了现有油基钻井液低油水比时粘度效应大，流变性差和滤失量难以调控的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，属石油钻井的油基钻井液技术领域。
背景技术
油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好及对油气层损害程度较小等优点，目前已成为钻页岩气井、高温深井、水平井、大斜度定向井和各种复杂地层井的重要手段。油基钻井液以柴油或白油作为连续相，水相作为分散相，通过乳化剂和亲油胶体来维持乳化稳定性，通过润湿剂来提高体系对加重材料和岩屑的亲油性。目前油基乳化钻井液的油水体积比通常为80︰20～90︰10。水相比例的增加，会破坏体系的乳化稳定性，以及导致体系粘度、滤失量的大幅增加，从而导致整个钻井液体系的性能失控。
油基乳化钻井液的油水比从80︰20～90︰10降低至40︰60，是大幅降低油基钻井液配制成本，降低生物毒性及钻屑含油量的重要途径。20世纪80年代开始，国外研究者就致力于低油水比油基乳化钻井液的研究，Daynes等采用多种乳化剂协作并增加乳化剂的加量研制成油水比50︰50的油基乳化钻井液。MarkLuyster等采用自制新型乳化剂研制成油水比50︰50～20︰80的油基乳化钻井液，但体系的稳定性欠佳。国内油水比在70︰30以下的油基乳化钻井液的少有研究，40︰60油水比的油基钻井液尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种由高效乳化剂和稳定剂组成，配以其他油基钻井液的辅助材料，形成40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液体系，能大幅降低现有油基乳化钻井液中的油相比例，以及油基乳化钻井液配制和石油天然气钻探的成本；以解决现有乳化剂乳化能力性能不够，导致低油水比时乳化稳定性不足、粘度效应大、流变性差和滤失量难以调控的问题；同时又解决目前大量使用有机土和亲油胶体，造成低密度固相含量高，引起钻速降低问题的40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的
一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，它由下述重量份的原料制成：
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂2～5份,
乳化稳定剂1～3份，
降滤失剂1～3.0份，
石灰1～5份，
重晶石20～50份；
该40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液的制备方法为：将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟制作完毕。
该40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液的最佳重量份原料的选择为：
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂3份,
乳化稳定剂2份，
降滤失剂2份，
石灰2份，
重晶石40份。
所述的高效乳化剂由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷在80℃的温度、3000转/分的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷的比例为0.5～2︰0.5～1.5︰2.0～4.0︰3.0～5.0。
所述的乳化稳定剂由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.5～1.0︰1.0～2.0︰8～10︰15～20。
所述的降滤失剂由纳米蒙脱石和120℃软化点天然沥青混合后通过105℃温度烘干，磨成200目的粉末制得；纳米蒙脱石与120℃软化点天然沥青的比例为2.0～3.0︰8～10。
本发明与现有技术相比的有益效果在于
1、该40︰60超低油水比的油基乳化钻井液比常规80︰20油基乳化钻井液可节约40%的油相成本，经济效益显著。
2、40︰60超低油水比形成的乳液比常规80︰20油基乳液粘度高，不添加有机土，有利于降低钻井液低密度固相含量，提高机械钻速。
3、40︰60超低油水比形成的乳液呈纳米级分布更有利于封堵泥页岩，提高井壁稳定性能，同时可降低降滤失剂以及封堵材料的加量。
4、40︰60超低油水比的油基乳化钻井液的高效乳化剂具有润湿剂的功能，该钻井液与常规油基钻井液相比可以不用添加润湿剂。
5、40︰60超低油水比的油基乳化钻井液适用范围广，其油水比可在40︰60～70︰30之间可调，在50℃～120℃都可以达到较好的应用效果。
6、解决了现有油基钻井液低油水比时粘度效应大，流变性差和滤失量难以调控的问题。
7、减少了钻井过程中含油钻屑对环境的污染，降低了环境保护的要求，减少了施工成本。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式对该40：60超低油水比的油基乳化钻井液进行详细描述：
实施例1：
按制取要求先确定每份的重量，再按下述重量份称取原料。
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂3份,由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷在80℃的温度、3000转/分的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷的比例为1.5︰1︰3︰4；
乳化稳定剂2份，由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.8︰1.5︰9︰18；
降滤失剂2份，由纳米蒙脱石和120℃软化点天然沥青混合后通过105℃温度烘干，磨成200目的粉末制得，纳米蒙脱石与120℃软化点天然沥青的比例为2.5︰9；
石灰2份，
重晶石40份，
将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟即得40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液。
实施例2：
按制取要求先确定每份的重量，再按下述重量份称取原料。
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂2份,由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇～10/1二甲基硅氧烷在80℃的温度、3000转/分的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷的比例为0.5︰0.5︰2.0︰3.0；
乳化稳定剂1份，由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.5︰1.0︰8︰15；
降滤失剂1份，由纳米蒙脱石和120℃软化点天然沥青混合后通过105℃温度烘干，磨成200目的粉末制得，纳米蒙脱石与120℃软化点天然沥青的比例为2︰8；
石灰1.0份，
重晶石20份，
将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟即得40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液。
实施例3：
按制取要求先确定每份的重量，再按下述重量份称取原料。
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂5份,由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇～10/1二甲基硅氧烷在80℃的温度、3000转/分的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇～10/1二甲基硅氧烷的比例为2︰1.5︰4︰5；
乳化稳定剂3份，由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为1.0︰2.0︰10：20；
降滤失剂3份，由纳米蒙脱石和120℃软化点天然沥青混合后通过105℃温度烘干，磨成200目的粉末制得，纳米蒙脱石与120℃软化点天然沥青的比例为﹕3︰10；
石灰5份，
重晶石50份，
将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟即得40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液。
以上各实施例配制的本发明钻井液，通过120℃热滚老化16小时
各实施例配制的本发明钻井液的性能测试数据如下表：
上述实施例中，实施例1为本发明的最佳加量，所配制的钻井液具有很好的乳化稳定性，破乳电压在400V以上，同时具有较好的流变性和较低的滤失量，能够有效的携岩和封堵泥页岩地层，保障钻井过程中的井壁稳定。
以上所述只是该发明的具体实施方式，上述举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (5)
1.一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，它由下述重量份的原料制成：
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂2～5份,
乳化稳定剂1～3份，
降滤失剂1～3.0份，
石灰1～5份，
重晶石20～50份；
该40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液的制备方法为：将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟制作完毕。
2.根据权利要求1所述的一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，它由下述重量份的原料制成：
3#白油40份，
30%氯化钙盐水60份，
高效乳化剂3份,
乳化稳定剂2份，
降滤失剂2份，
石灰2份，
重晶石40份。
3.根据权利要求1所述的一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，所述的高效乳化剂由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷在80℃的温度、3000转/分的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇～10/1二甲基硅氧烷的比例为0.5～2︰0.5～1.5︰2.0～4.0：3.0～5.0。
4.根据权利要求1所述的一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，所述的乳化稳定剂由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.5～1.0︰1.0～2.0︰8～10︰15～20。
5.根据权利要求1所述的一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，所述的降滤失剂由纳米蒙脱石和120℃软化点天然沥青混合后通过105℃温度烘干，磨成200目的粉末制得；纳米蒙脱石与120℃软化点天然沥青的比例为2.0～3.0︰8～10。
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An oil-based emulsion drilling fluid with an ultra-low oil-water ratio of 40:60 Effective date of registration: 20231219 Granted publication date: 20170825 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Jingzhou Branch Pledgor: HUBEI HANC NEW-TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980072729 |