CN106318350A

CN106318350A - 一种无土相全油基钻井液及其制备方法

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Publication number: CN106318350A
Application number: CN201510333660.6A
Authority: CN
Inventors: 李振智; 孙举; 李晓岚; 刘明华; 史沛谦; 胡小燕
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-01-11

Abstract

本申请提供了一种无土相全油基钻井液及其制备方法，所述钻井液包括以下重量百分比的组分：20％～94％的基油；0.4％～6％的乳化剂；0.1％～3％的碱度调节剂；0～5％的降滤失剂；0～77％的加重材料；0.5％～15％的提切剂；所述提切剂具有式I结构。本申请可在不含有机土的情况下，使用具有式I结构的聚合物作为提切剂，并采用乳化剂和降滤失剂等为主要处理剂配制出无土相全油基钻井液。所述无土相全油基钻井液适用范围广，密度可在0.9g/cm³～2.2g/cm³之间可调，在70℃～150℃范围内具有较好的流变性能、悬浮稳定性和滤失量控制能力。

Description

一种无土相全油基钻井液及其制备方法

技术领域

本发明涉及油基钻井液技术领域，尤其涉及一种无土相全油基钻井液及其制备方法。

背景技术

钻井液是钻探过程中钻孔内使用的循环冲洗介质，主要由分散介质(连续相)、分散相和添加剂组成。根据流体介质的不同，钻井液总体上可分为水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井流体三种类型。全油基钻井液为含水小于5％甚至不含水的油基钻井液，使用时无需考虑与地层水相活度平衡问题，不仅乳化剂用量少，并且具有防塌效果好、抗污染能力强、良好的热稳定性和润滑性的特点，特别适用于易塌水敏地层、深井高温层段、低压低渗地层、定向井和海洋深水钻井。

钻井液的性能与技术指标包括很多项，如密度、黏度、切力和滤失量等等。其中，油基钻井液的切力直接影响到携岩效果、重晶石沉降、当量循环密度、激动压力等。目前，常规全油基钻井液采用有机土提供黏切力，有机土是由亲水的膨润土与季铵盐类阳离子表面活性剂发生相互作用后制成的亲油黏土。然而，有机土存在着活化慢、易高温稠化，塑性黏度较高，不利于现场维护等缺点，从而会减少油基钻井液的使用寿命，减小固相容量，且易污染低渗透储层。无土相全油基钻井液因不含有机土，剪切稀释性好，利于钻头水马力传递、降低循环压耗，损耗量低及综合成本低等特点，其具有突出的技术优势。

文章《无黏土低密度全油基钻井完井液的研究》(钻井液与完井液,2010,27(2):6-10,蓝强等)在白油中，加入OSW-1油品增黏剂和ZCJ-1油品增稠剂等，配制形成了一套无土相全白油基钻井液。所述无土相全白油基钻井液密度低，但其流变性和悬浮稳定性有待改善。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种无土相全油基钻井液及其制备方法，本申请提供的钻井液具有良好的流变性和悬浮稳定性。

本发明提供一种无土相全油基钻井液，包括以下重量百分比的组分：

20％～94％的基油；

0.4％～6％的乳化剂；

0.1％～3％的碱度调节剂；

0～5％的降滤失剂；

0～77％的加重材料；

0.5％～15％的提切剂；

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

-CH₂CH₂CONHCH₂NHCOCH₂CH₂-式2；

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。

优选地，所述钻井液的密度为0.9g/cm³～2.2g/cm³。

优选地，所述基油选自0^#柴油或5^#白油。

优选地，所述提切剂的粒径为80nm～120nm。

优选地，所述碱度调节剂选自氧化钙和氧化镁中的至少一种。

优选地，所述加重材料选自重晶石、铁矿粉或四氧化三锰。

优选地，所述降滤失剂选自氧化沥青或腐殖酸酰胺。

优选地，所述乳化剂包括主乳化剂和辅乳化剂，所述主乳化剂选自C12～22烷基脂肪酸酰胺；

所述辅乳化剂选自C8～14烷基脂肪酸酰胺。

优选地，所述乳化剂包括0.2％～3％的主乳化剂和0.2％～3％的辅乳化剂。

本发明还提供一种无土相全油基钻井液的制备方法，包括以下步骤：

以重量百分比计，将20％～94％的基油、0.4％～6％的乳化剂、0.1％～3％的碱度调节剂、0～5％的降滤失剂、0～77％的加重材料和0.5％～15％的提切剂混合，得到无土相全油基钻井液；

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

-CH₂CH₂CONHCH₂NHCOCH₂CH₂-式2；

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。

与现有技术相比，本申请可在不含有机土的情况下，使用具有式I结构的聚合物作为提切剂，并采用乳化剂和降滤失剂等为主要处理剂配制出无土相全油基钻井液。所述无土相全油基钻井液适用范围广，密度可在0.9g/cm³～2.2g/cm³之间可调，在70℃～150℃范围内具有较好的流变性能、悬浮稳定性和滤失量控制能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所得提切剂的纳米激光粒度分析图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种无土相全油基钻井液，包括以下重量百分比的组分：

20％～94％的基油；

0.4％～6％的乳化剂；

0.1％～3％的碱度调节剂；

0～5％的降滤失剂；

0～77％的加重材料；

0.5％～15％的提切剂；

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

-CH₂CH₂CONHCH₂NHCOCH₂CH₂-式2；

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。

为提高国内油基钻井液的技术水平，完善油基钻井液体系，本发明提出一种可以柴油或白油为基油的无土相全油基钻井液，其具有良好的流变性、悬浮稳定性和滤失量控制能力等。

以重量百分比计，本发明提供的无土相全油基钻井液包括20％～94％的基油，优选包括20.2％～93.4％的基油。在本发明的实施例中，所述基油为柴油或白油，适用范围广。本发明对所述基油的来源没有特殊限制，所述基油优选自0^#柴油或5^#白油。

以重量百分比计，所述无土相全油基钻井液包括0.1％～3％的碱度调节剂，优选包括0.4％～2.8％的碱度调节剂。所述碱度调节剂优选自氧化钙和氧化镁中的至少一种，更优选为氧化钙。

以重量百分比计，所述无土相全油基钻井液包括0.4％～6％的乳化剂，优选包括0.8％～5.6％的乳化剂。在本发明的优选实施例中，所述乳化剂包括主乳化剂和辅乳化剂。其中，所述主乳化剂为长链烷基脂肪酸酰胺，优选自C12～22烷基脂肪酸酰胺。所述辅乳化剂为短链烷基脂肪酸酰胺，优选自C8～14烷基脂肪酸酰胺。在本发明的一个实施例中，所述乳化剂包括0.2％～3％的主乳化剂和0.2％～3％的辅乳化剂，优选包括0.4％～2.8％的主乳化剂和0.4％～2.8％的辅乳化剂。在本发明的实施例中，所述长链烷基脂肪酸酰胺的烷基链和短链烷基脂肪酸酰胺的烷基链均不是单一的，分别在上述范围即可。

以重量百分比计，所述无土相全油基钻井液包括0.5％～15％的提切剂，优选包括0.7％～12.8％的提切剂。在本发明中，所述提切剂具有式I结构，属于弱交联型苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，其具有良好的增黏提切性能。

在本发明具有式I结构的提切剂中，R₁选自式1、式2或式3所示的基团，R₁起到交联作用，能保证聚合物在油相中分散而不溶解；R₁交联度的大小不仅影响交联网络的大小，而且影响长烷基链的舒展程度，从而同时影响聚合物在油相中的增粘提切性能。

在本发明中，R₂为苯基(C₆H₅-)；R₂为刚性环状结构，主要影响聚合物的抗温性能。R₃为式4所示的基团，R₄选自式5或式6所示的基团；R₃和R₄为带有不同长度烷基链的酯基，能保证聚合物与油的相容性以及聚合物分子之间的相互作用，主要影响聚合物在油相中的结构力和悬浮稳定性能。在本发明中，R₅、R₆和R₇独立地选自氢(H)或甲基(CH₃-)。并且，x、y和z为形成聚合物的各单体的摩尔数；w为形成聚合物的交联剂占单体总和的百分比。在本发明中，0.2≤x≤0.5；0≤y≤0.2；0.4≤z≤0.8；0.001≤w≤0.02，优选0.004≤w≤0.01。

在无有机土存在时，钻井液的黏度和切力很难保证，而以上结构基团及其比例都是决定本发明提切剂性能的关键所在。本申请提切剂的关键是保证其在非极性的油相中均匀分散，且互相之间能够形成一定的结构力，悬浮加重材料和携带钻屑，从而保证钻井液的综合性能。具体说来，本发明采用的提切剂可快速在油相中溶胀分散，形成具有刚性核、柔性壳的微粒，其中，刚性核起到悬浮支撑作用，柔性壳之间可相互缠绕形成一定的结构力，最终在油相中形成具有一定黏度和切力的胶体悬浮液，从而起到控制钻井液流变性能和悬浮稳定性的作用。另外，在钻井液中加入所述提切剂，可有效增加液相黏度，增大滤失阻力，因此其也可起到辅助降低滤失量的作用。

在本发明中，所述提切剂的粒径优选为80nm～120nm，更优选为90nm～100nm。在本发明的一个实施例中，所述提切剂的粒径为96nm；由于其比表面积大，在油相中更易分散形成胶体悬浮液。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述提切剂具有式II结构：

本发明对所述提切剂的来源没有特殊限制，优选按照以下方法制得：

A)将油相物料加入水相物料中进行乳化，得到水包油乳液；

所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂，所述第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂；

所述油相物料包括1～20重量份的第一单体、0～15重量份的第二单体、10～50重量份的第三单体和0.1～0.5重量份的交联剂，所述交联剂选自对二乙烯基苯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N亚甲基双丙烯酰胺，所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基苯乙烯，所述第二单体具有式7结构，所述第三单体具有式8结构或式9结构；

其中，n2选自0、1、3或5；

其中，n3选自9、11、13、15、17或21；

其中，R₈、R₉和R₁₀独立地选自氢或甲基；

B)将步骤A)得到的水包油乳液在第二引发剂存在下进行聚合反应，得到提切剂；所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发剂。

以上制备方法将油相物料加入水相物料中，加完后乳化一定时间，得到稳定的水包油乳液。

在以上制备方法中，所述油相物料包括1～20重量份的第一单体、0～15重量份的第二单体、10～50重量份的第三单体和0.1～0.5重量份的交联剂。其中，所述油相物料优选包括1.17～18.75重量份的第一单体，所述第一单体选自苯乙烯或α-甲基苯乙烯。所述油相物料优选包括0～10.45重量份的第二单体，所述第二单体具有式7结构，即所述第二单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯。

所述油相物料优选包括10.06～45.41重量份的第三单体，所述第三单体具有式8结构或式9结构，即所述第三单体选自丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯(丙烯酸月桂酯)、甲基丙烯酸十二酯(甲基丙烯酸月桂酯)、丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸二十二酯、丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸异癸酯。

所述油相物料优选包括0.11～0.39重量份的交联剂，所述交联剂选自对二乙烯基苯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸乙二醇酯)或N,N亚甲基双丙烯酰胺。

所述油相物料优选按照以下方法制得：将上述各单体和交联剂在温度为40℃的条件下混合，得到油相物料。在本发明的一个实施例中，称取1.17～18.75重量份的第一单体、0～10.45重量份的第二单体、10.06～45.41重量份的第三单体和0.11～0.39重量份的交联剂于烧杯中，在40℃下搅拌均匀为油相。

在以上制备方法中，所述水相物料包括水、乳化剂和第一引发剂。其中，所述第一引发剂选自偶氮类引发剂或酰类过氧化物引发剂，优选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁醚盐酸盐和过氧化二苯甲酰中的一种或多种。所述水相物料优选包括0.05～0.3重量份的第一引发剂，更优选包括0.06～0.24重量份的第一引发剂。

所述水相物料中，所述乳化剂优选包括第一乳化剂和第二乳化剂。所述第一乳化剂优选自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇单月桂酸酯中的一种或多种；所述第二乳化剂优选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。所述水相物料优选包括1～5重量份的第一乳化剂，更优选包括1.45～3.04重量份的第一乳化剂；所述水相物料优选包括0.5～3重量份的第二乳化剂，更优选包括0.96～2.26重量份的第二乳化剂。

所述水相物料以水为主要物料，优选包括45～80重量份的水，更优选包括47.80～76.68重量份的水；所述水通常为蒸馏水。在本发明的一个实施例中，所述水相物料包括45～80重量份的水、1～5重量份的第一乳化剂、0.5～3重量份的第二乳化剂和0.05～0.3重量份的第一引发剂。

所述水相物料优选按照以下方法制得：将水、乳化剂和第一引发剂在温度为40℃的条件下混合，得到水相物料。在本发明的一个实施例中，称取47.80～76.68重量份的水、1.45～3.04重量份的第一乳化剂、0.96～2.26重量份的第二乳化剂和0.06～0.24重量份的第一引发剂置于四口烧瓶中，在40℃下搅拌溶解成水相。

以重量份数为100计，以上制备方法将上述油相通过滴液漏斗加入水相，优选在30min～60min内滴完，维持搅拌进行乳化，得到水包油乳液。其中，所述搅拌的转速优选为400rpm～600rpm；所述乳化的时间优选为1hr～2hr，上述油相和水相混合成为稳定的水包油乳液。

得到水包油乳液后，以上制备方法将其升温，加入第二引发剂，优选在搅拌的条件下进行聚合反应，得到油分散型聚合物。

在以上制备方法中，所述第二引发剂选自过硫酸盐类引发剂或过氧化氢类引发剂，优选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或多种。所述聚合反应的温度优选为70℃～85℃；所述聚合反应的时间优选为6h～9h。在本发明的一个实施例中，将得到的水包油乳液升温至70℃～85℃，加入0.1～0.5重量份、优选加入0.13～0.44重量份的第二引发剂，搅拌反应6h～9h，得到油分散型聚合物，即得到油基钻井液用提切剂。本发明制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能，适用于无土相油基钻井液；同时其合成方法简单且污染较小。

除了上述的乳化剂和提切剂等，以重量百分比计，本发明提供的无土相全油基钻井液包括0～5％的降滤失剂，优选包括0～4.5％的降滤失剂。在本发明的实施例中，所述无土相全油基钻井液可不包括降滤失剂，即所述降滤失剂的重量百分比为0；而采用所述降滤失剂，则更利于保证钻井液的滤失量控制能力。在本发明中，所述降滤失剂优选自氧化沥青或腐殖酸酰胺。本发明对所述降滤失剂的来源没有特殊限制，采用相应的市售产品即可。

所述无土相全油基钻井液包括0～77％的加重材料，优选包括0～75％的加重材料。在本发明的实施例中，所述无土相全油基钻井液可不包括加重材料，即所述加重材料的重量百分比为0；而所述加重材料的加入，则更利于调整钻井液的密度等，以满足不同类型井的钻探需要。在本发明中，所述加重材料优选自重晶石、铁矿粉或四氧化三锰。所述加重材料可采用市售产品，如采用新疆库车县塔北泥浆材料有限公司提供的钻井液用活化铁矿粉。在本发明的实施例中，所述钻井液的密度可为0.9g/cm³～2.2g/cm³，优选为1.2g/cm³～2.0g/cm³。

本发明实施例所提供的无土相全油基钻井液的组成主要为：基油、提切剂、降滤失剂、主乳化剂、辅乳化剂和碱度调节剂，其密度可调，在一定温度范围内具有较好的流变性能、悬浮稳定性和滤失量控制能力，适用范围广，利于应用。

相应的，本发明还提供了一种无土相全油基钻井液的制备方法，包括以下步骤：

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

-CH₂CH₂CONHCH₂NHCOCH₂CH₂-式2；

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。

本发明实施例在基油中分别加入以上重量百分比的提切剂、乳化剂和碱度调节剂等处理剂，搅拌使混合均匀，得到无土相全油基钻井液。

在本发明中，所述基油和提切剂等处理剂与上文所述的内容一致，在此不再赘述。本发明对各物料的加入顺序没有特殊限定，优选在基油中依次加入提切剂、乳化剂和碱度调节剂。在本发明的一个实施例中，在基油中依次加入提切剂、主乳化剂和辅乳化剂、碱度调节剂、降滤失剂和加重材料，即得钻井液。

在本发明中，各物料的混合优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速度优选为10000rpm～12000rpm，如在11000rpm的转速下搅拌。本发明可在每次加入物料时搅拌一定时间，每次搅拌的时间优选为5min～20min。此外，本发明对所述混合的温度没有特殊限制。

在本发明的一个实施例中，在基油中加入提切剂，在10000rpm～12000rpm的转速下搅拌5min～20min，然后加入乳化剂，继续搅拌5min～20min，再加入碱度调节剂，再搅拌5min～20min，即可配制得到钻井液。

得到无土相全油基钻井液后，本发明实施例采用Fann公司23D型破乳电压测定仪进行电稳定性测定。本发明实施例将钻井液装入老化罐，置于70℃～150℃的滚子炉中滚动16h，然后于60℃测定所述钻井液的综合性能，测定方法按照GB/T 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》进行。

测定结果显示，本发明制得的无土相全油基钻井液密度可在0.9g/cm³～2.2g/cm³之间可调，在70℃～150℃范围内具有较好的流变性能、悬浮稳定性和滤失量控制能力，适用范围广。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的无土相全油基钻井液及其制备方法进行具体地描述。

以下实施例和比较例中，长链烷基脂肪酸酰胺和烷基脂肪酸酰胺由中国石油集团钻井液工程技术研究院提供；氧化钙购自河南省汤阴县文星建材化工厂；氧化镁购自河北镁神科技化工集团公司；氧化沥青由河南省新乡市第七化工有限公司提供；重晶石由湖北省宜都市宏鑫矿业开发有限责任公司提供；腐殖酸酰胺由中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院提供；铁矿粉购自新疆库车县塔北泥浆材料有限公司。

实施例1

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的5000mL口烧瓶中，加入58.5g辛基酚聚氧乙烯醚、39g十二烷基硫酸钠、1950g蒸馏水和5.25g偶氮二异丁腈，在40℃下搅拌均匀成水相；称取263.8g苯乙烯、786.2g甲基丙烯酸十六酯和8.4g对二乙烯基苯，在40℃下搅拌均匀成油相；

将所述油相缓慢滴加进水相，60min滴完，在400rpm～600rpm转速下搅拌，乳化2hr后，得到水包油乳液；将所述水包油乳液升温至70℃，加入1.77g过硫酸钾，反应8.5h后停止，得到提切剂。所述提切剂具有式II结构：

利用纳米激光粒度分析仪，对所得产物进行粒径表征。结果参见图1，图1为本发明实施例1所得提切剂的纳米激光粒度分析图。结果表明，所得提切剂的粒径为96nm。

实施例2

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的500mL口烧瓶中，加入4.35g聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、2.90g十二烷基硫酸钠、145.2g蒸馏水和0.44g偶氮二异庚腈，在40℃下搅拌均匀成水相；称取56.23gα-甲基苯乙烯、8.18g丙烯酸甲酯、80.83g丙烯酸癸酯和0.87g二甲基丙烯酸乙二醇酯，在40℃下搅拌均匀成油相；

将所述油相缓慢滴加进水相，30min滴完，在400rpm～600rpm转速下搅拌，乳化1.5hr后，得到水包油乳液；将所述水包油乳液升温至80℃，加入1.02g过硫酸钾，反应7h后停止，得到提切剂。所述提切剂具有式III结构：

实施例3

在装有温度计、冷凝管和搅拌器的1000mL口烧瓶中，加入22.82g聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯、15.22g十二烷基硫酸钠、760.75g蒸馏水和0.98g偶氮二异丁醚盐酸盐，在40℃下搅拌均匀成水相；称取55.98gα-甲基苯乙烯、40.32g甲基丙烯酸己酯、100.58g丙烯酸癸酯和1.58g N,N亚甲基双丙烯酰胺，在40℃下搅拌均匀成油相；

将所述油相缓慢滴加进水相，40min滴完，在400rpm～600rpm转速下搅拌，乳化2hr后，得到水包油乳液；将所述水包油乳液升温至85℃，加入1.77g过硫酸铵，反应6h后停止，得到提切剂。所述提切剂具有式IV结构：

实施例4

在300mL 0^#柴油中加入34.23g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入4.5g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和4.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入4.5g氧化钙，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例5

在300mL 0^#柴油中加入25.71g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，再加入3g氧化沥青(软化点为120℃～160℃)，搅拌5min，加入254g重晶石(密度为4.0g/cm³，75μm筛余为2.5％)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例6

在300mL 0^#柴油中加入21.43g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，再加入6g腐殖酸酰胺，搅拌5min，加入400g重晶石，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例7

在300mL 0^#柴油中加入17.14g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，再加入6g氧化沥青(同实施例5)，搅拌5min，加入518g重晶石(同实施例5)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例8

在300mL 0^#柴油中加入12.85g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入7.5g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入7.5g氧化钙，搅拌5min，再加入9g氧化沥青(同实施例5)，搅拌5min，加入690g重晶石(同实施例5)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例9

在300mL 0^#柴油中加入8.57g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入7.5g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入7.5g氧化镁，搅拌5min，再加入12g腐殖酸酰胺，搅拌5min，加入900g重晶石(同实施例5)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例10

在300mL 5^#白油中加入11.43g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入7.5g氧化钙，搅拌5min，再加入6g氧化沥青(同实施例5)，搅拌5min，加入338g铁矿粉(密度为5.15g/cm³，水溶性碱土金属含量为80mg/kg)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例11

在300mL 5^#白油中加入11.43g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，加入338g铁矿粉(同实施例10)，搅拌20min，得到钻井液。

实施例12

在300mL 5^#白油中加入25.71g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化镁，搅拌5min，再加入6g氧化沥青(同实施例5)，搅拌5min，加入338g铁矿粉(同实施例10)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例13

在300mL 5^#白油中加入34.23g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，再加入340g四氧化三锰，搅拌20min，得到钻井液。

实施例14

在300mL 5^#白油中加入34.23g实施例1制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化镁，搅拌5min，再加入340g四氧化三锰，搅拌20min，得到钻井液。

实施例15

在300mL 0^#柴油中加入8.57g实施例2制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入7.5g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入7.5g氧化镁，搅拌5min，再加入12g腐殖酸酰胺，搅拌5min，加入900g重晶石(同实施例5)，再搅拌20min，得到钻井液。

实施例16

在300mL 0^#柴油中加入12.85g实施例3制得的提切剂，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入7.5g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入7.5g氧化钙，搅拌5min，再加入9g氧化沥青(软化点为120～160℃)，搅拌5min，加入690g重晶石(同实施例5)，再搅拌20min，得到钻井液。

比较例1

在300mL 0^#柴油中加入21.43g烃类共聚物提切剂(山东聚圣科技有限公司，SIS1300)，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，加入6g腐殖酸酰胺，继续搅拌5min,再加入400g重晶石(同实施例5)，搅拌20min，得到钻井液。

比较例2

在300mL 0^#柴油中加入21.43g异戊二烯类聚合物提切剂(河南濮阳林氏化学新材料股份有限公司)，在11000rpm的转速下搅拌5min，加入6g长链烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和6g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，继续搅拌5min，加入6g氧化钙，搅拌5min，加入6g腐殖酸酰胺，继续搅拌5min,再加入400g重晶石(同实施例5)，搅拌20min，得到钻井液。

实施例17

按照上文所述的方法，对比较例1、2所配制的钻井液和实施例4～16所配制的无土相全油基钻井液进行性能测定。其中，实施例4～9和14～16、比较例1和2的滚动老化条件为150℃/16h；实施例10的滚动老化条件为70℃/16h；实施例11的滚动老化条件为90℃/16h；实施例12的滚动老化条件为110℃/16h；实施例13的滚动老化条件为130℃/16h。测定结果参见表1，表1为比较例1、2和实施例4～16所配制的钻井液的性能。

表1比较例1、2和实施例4～16所配制的钻井液的性能

其中，AV为表观黏度，PV为塑性黏度，YP为动切力，ES为破乳电压，FL为滤失量。

从表1可知，本申请制得的无土相全油基钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性和滤失量控制能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种无土相全油基钻井液，包括以下重量百分比的组分：

20％～94％的基油；

0.4％～6％的乳化剂；

0.1％～3％的碱度调节剂；

0～5％的降滤失剂；

0～77％的加重材料；

0.5％～15％的提切剂；

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。

2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液的密度为0.9g/cm³～2.2g/cm³。

3.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述基油选自0^#柴油或5^#白油。

4.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述提切剂的粒径为80nm～120nm。

5.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述碱度调节剂选自氧化钙和氧化镁中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述加重材料选自重晶石、铁矿粉或四氧化三锰。

7.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述降滤失剂选自氧化沥青或腐殖酸酰胺。

8.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述乳化剂包括主乳化剂和辅乳化剂，所述主乳化剂选自C12～22烷基脂肪酸酰胺；

所述辅乳化剂选自C8～14烷基脂肪酸酰胺。

9.根据权利要求8所述的钻井液，其特征在于，所述乳化剂包括0.2％～3％的主乳化剂和0.2％～3％的辅乳化剂。

10.一种无土相全油基钻井液的制备方法，包括以下步骤：

所述提切剂具有式I结构：

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁选自式1、式2或式3所示的基团：

其中，n1选自2、4或6；

R₃为式4所示的基团：

其中，n2选自0、1、3或5；

R₄选自式5或式6所示的基团：

其中，n3选自9、11、13、15、17、21或25；

R₂为苯基；

R₅、R₆和R₇独立地选自氢或甲基。