CN105778873A - 一种水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液 - Google Patents
一种水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种油田勘探开发化学材料领域中的水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液，按重量百分计，其组成为：矿物油35~55%；表面活性剂4~8%；助表面活性剂4~15%；盐1~2%；纳米稳定剂5~10%；纳米分散剂5~10%；消泡剂0.3~0.5%；水相，余量。本发明所述的微乳液，可无限稀释，且粒径小，性能稳定，可长时间放置而不变质、不分层，在钻井现场可直接作为钻井液处理剂添加到钻井液中，对钻井液性能没有不良影响，可有效降低钻井液滤失量，封堵效果好，且具有良好的润滑性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻探用封堵泥页岩地层微孔缝的微乳液，具体地说，是涉及一种油田钻井过程中水基钻井液使用的封堵泥页岩地层岩石微孔隙、微裂缝的微乳液，可以有效减少滤液的侵入及压力的传递，利于保障井壁稳定。
背景技术
在当前的油气勘探开发过程中，井壁稳定问题依然是钻井行业面临的首要难题。特别是泥页岩地层的井壁稳定问题尤其突出，国内外统计数据表明，90%以上的井塌发生在泥页岩地层，其中硬脆性泥页岩地层约占2/3，软泥页岩地层约占1/3。研究认为，硬脆性泥页岩中普遍发育的微孔隙及微裂缝是井壁失稳的主要原因。
目前在页岩地层的钻进通常使用油基钻井液，但油基钻井液存在很多缺点，如容易污染环境、成本高、存在安全隐患、气味对人身伤害大、后续处理费用高等。开发适用于泥页岩地层的水基钻井液是未来发展的方向。在钻井过程中钻井液必须能够形成致密的内外滤饼才能有效阻止固相和液相侵入储层，利于井壁稳定及储层保护等。但是对于微孔缝发育的地层来说，大部分钻井液形成的滤饼封堵效果较差，不能完全阻止滤液的侵入，对于阻缓压力传递也是效果有限，从而造成泥页岩地层井壁失稳问题十分普遍。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术用于封堵微孔隙、微裂缝效果较差的问题，提供一种粒径小、性能稳定、变形封堵能力强的水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液。
本发明的水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液，按重量百分计包括：矿物油35~55%；表面活性剂4~8%；助表面活性剂4~15%；盐1~2%；纳米稳定剂5~10%；纳米分散剂5~10%；消泡剂0.3~0.5%；水相余量。
其中：
所述的矿物油为白油、煤油、柴油、液体石蜡中的一种或几种。
所述表面活性剂选自烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯80中的至少一种。
所述助表面活性剂为一元醇、脂肪酸、醇胺中的一种或几种。
所述的纳米稳定剂为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米磷酸氢钙、纳米氢氧化铝中的一种或几种。
所述的纳米分散剂为为磷酸酯、多元醇中的一种或几种。
所述的盐选自无机盐和有机盐；优选选自NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠和乙酸钾中的至少一种。
所述的消泡剂为聚醚类或有机硅类中的一种或两种。
所述的微乳液性能稳定，长期放置不会沉淀、分层，可无限稀释而粒度变化较小。
本发明的微乳液粒径小且分布均匀，d90值在50-200nm之间，且具有较低的界面张力，可以很容易地侵入到泥页岩地层的微裂缝中，架桥并形成封堵层，减少滤液侵入，阻缓压力传递，有利于维护井壁的稳定；性能稳定，可无限稀释，固体纳米颗粒均匀分散在乳液中，无聚结沉淀，呈半透明或浅白色，乳液长期放置不会分层，便于储存；具有良好的水溶性，在钻井现场可直接添加到水基钻井液中而不需再添加乳化剂，对钻井液性能没有不良影响，可有效降低钻井液滤失量，封堵效果好，且具有良好的润滑性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。
实施例1
以重量份计，10号白油42份，氯化钠1份，失水山梨醇脂肪酸酯5份，正戊醇12份，纳米碳酸钙8份，脂肪醇醚磷酸酯5份，有机硅消泡剂0.5份，水25.5份。
分别按以下实验方法考察微乳液的放置稳定性和粒度分布情况。
放置稳定性：产品长时间静止放置，观察外观，注意是否有分层情况。
粒度分布情况：利用LB550动态光散射粒度分布仪，测定微乳液的粒度分布情况。
实验结果为：放置180天未分层；d90值为148.4nm。
实施例2
以重量份计，煤油36份，氯化钾1.5份，十二烷基苯磺酸钠4份，妥尔油脂肪酸6.5份，纳米碳酸钙6份，乙二醇10份，聚醚F-60.3份，水35.7份。
按实施例1所述方法测试，实验结果为：放置180天未分层；d90值为96.6nm。
实施例3
以重量份计，10号白油50份，乙酸钠1份，聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯6.5份，三乙醇胺4.5份，纳米二氧化硅10份，丙二醇6份，丙二醇嵌段聚醚0.3份，水21.7份。
按实施例1所述方法测试，实验结果为：放置180天未分层；d90值为156.2nm。
实施例4
以重量份计，液体石蜡54.5份，氯化钠2份，聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯5.5份，二乙醇胺7份，纳米磷酸氢钙8份，丙三醇5份，有机硅消泡剂0.5份，水29.5份。
按实施例1所述方法测试，实验结果为：放置180天未分层；d90值为179.8nm。
实施例5
以重量份计，煤油45份，氯化钙1份，失水山梨醇脂肪酸酯4.5份，十二醇15份，纳米氢氧化铝4份，纳米二氧化硅6份，脂肪醇醚磷酸酯5份，有机硅消泡剂0.5份，水19份。
按实施例1所述方法测试，实验结果为：放置180天未分层；d90值为69.3nm。
Claims (3)
1.一种水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液，其特征是按重量百分计，包括：矿物油35~55%；表面活性剂4~8%；助表面活性剂4~15%；盐1~2%；纳米稳定剂5~10%；纳米分散剂5~10%；消泡剂0.3~0.5%；水相，余量。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液，其特征在于：所述的矿物油为白油、煤油、柴油、液体石蜡中的一种或几种；所述表面活性剂选自烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯80中的至少一种；所述助表面活性剂为一元醇、脂肪酸、醇胺中的一种或几种；所述的纳米稳定剂为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米磷酸氢钙、纳米氢氧化铝中的一种或几种；所述的纳米分散剂为磷酸酯、多元醇中的一种或两种；所述的盐选自无机盐和有机盐；所述的消泡剂为聚醚类或有机硅类中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的水基钻井液用封堵泥页岩地层微裂缝的微乳液，其特征在于：所述的盐选自NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠和乙酸钾中的至少一种。
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