CN107033862A - 一种改善油基钻井液低温流变性的方法 - Google Patents

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马光长
张坤
李茂森
漆梅
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Abstract

本发明公开了一种改善油基钻井液低温流变性的方法，涉及石油天然气钻井技术领域，在现有油基钻井液配方的基础上，增加0.4%～1.2%的油溶性分散剂和/或0.6%～2.5%的降凝剂。采用本方法，在不影响现有油基钻井液各项性能的同时，能降低油基钻井液在低温时粘度、切力上升幅度，使其流变性能保持相对稳定，防止当量循环密度过高造成井下复杂，防止低温条件下管线堵塞等问题，同时也降低寒冷地区使用油基钻井液钻井对供暖设施的依赖程度，起到节能减排的效果。

Description

一种改善油基钻井液低温流变性的方法
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井技术领域，确切地说涉及油基钻井液低温流变性的改善方法。
背景技术
在复杂地层或长水平段等特殊工艺井中，往往使用油基钻井液，而油基钻井液的流变性能受温度影响较大，尤其是在寒冷地区钻井或深水条件下钻井，油基钻井液由于受寒冷天气或海水的冷却作用影响，粘度、切力变大，循环当量密度升高，更有甚者，会造成油基钻井液不能流动或管线堵塞，使其钻井作业无法维持。若钻井安全密度窗口窄，增加的循环当量密度就会诱发井漏等一系列复杂事故的发生，给钻井造成严重损失。目前寒冷地区冬季钻井的解决办法是给循环罐提供保暖设施。
同时，作者为邱正松、刘扣其、曹杰、罗洋等于2014年在《钻井液与完井液》期刊上发表了题名为“油基钻井液低温流变特性实验研究”的论文，记载在第31卷第3期第32-34页，该论文主要公开了：采用正交实验和方差分析的方法,通过测定油基钻井液的流变曲线,研究了低温下影响油基钻井液塑性黏度、动切力的主要因素。结果表明,当油水比一定时,润湿剂和降滤失剂的交互作用对钻井液低温下的黏度影响最大,其次是润湿剂和有机土。采用二元表分析方法,优选出对温度最敏感和最不敏感的2套配方体系。考虑油水比和基油的种类对温度敏感性最弱的配方低温流变性能的影响,结果表明在一定温度范围内,塑性黏度随温度的升高而近似线性降低,油水比越低,变化的幅度越明显。相同温度下,5#白油体系的黏度和动切力最高且对温度的敏感性最强,合成基体系黏度低且对温度的敏感性弱。最终得到一套适合深水钻井的对温度敏感性最弱的油基钻井液体系：270 mL 合成基+3%乳化剂+1%润湿剂+30mLCaCl2水溶液+1%CaO+4%降滤失剂+0.5% 提切剂+1%有机土（密度为2.4g/cm3）。
诚然，该体系能一定程度上解决油基钻井液在低温时的流变性变差而管线堵塞，使钻井作业无法维持的问题。但是，该钻井液的其他性能或多或少会受一些影响。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种改善油基钻井液低温流变性的方法，采用本方法，在不影响现有油基钻井液各项性能的同时，能降低油基钻井液在低温时粘度、切力上升幅度，使其流变性能保持相对稳定，防止当量循环密度过高造成井下复杂，防止低温条件下管线堵塞等问题，同时也降低寒冷地区使用油基钻井液钻井对供暖设施的依赖程度，起到节能减排的效果。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种改善油基钻井液低温流变性的方法，其特征在于：在现有油基钻井液配方的基础上，增加0.4%～1.2%的油溶性分散剂和/或0.6%～2.5%的降凝剂。
油溶性分散剂和降凝剂在配制油基钻井液时加入，或在维护处理期间加入。
所述的油溶性分散剂是指用于润滑油中的无灰分散剂，如丁二酰亚胺、丁二酰亚胺的硼化物或丁二酰亚胺酸及其衍生物。
所述的降凝剂是指原油降凝剂中的聚合物型或是复配型聚合物，所述聚合物型为苯乙烯-马来酸酐-十八胺共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或苯乙烯-丙烯酸十八酯共聚物，所述复配型聚合物分别由以上两种聚合物构成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、能很好改善油基钻井液在低温条件下的流变性。
2、克服了以往因低温导致的油基钻井液增稠要用大量油料处理或供暧设施增温的问题。
3、能防止在低温条件下因油基钻井液粘度增加，导致循环当量密度上升而引起的井漏复杂。
4、油基钻井液流变性能更加稳定，极大的降低维护处理频率，具有更好的经济性。
5、采用本方法，增加0.4%～1.2%的油溶性分散剂和/或0.6%～2.5%的降凝剂，能显著改善油基钻井液的低温流变性。同时，经过试验，油溶性分散剂和降凝剂的加入后，对基井液性能无不良影响。
具体实施方式
本发明主要目的是降低油基钻井液在低温时粘度、切力上升幅度，使其流变性能保持相对稳定，防止当量循环密度过高造成井下复杂，防止低温条件下管线堵塞等问题，同时也降低寒冷地区使用油基钻井液钻井对供暖设施的依赖程度，起到节能减排的效果。
在现有油基钻井液配方的基础上，增加0.4%～1.2%的油溶性分散剂和0.6%～2.5%的降凝剂，改善油基钻井液的低温流变性。油溶性分散剂和降凝剂可同时加入，也可以只加一种。油溶性分散剂和降凝剂可在配制油基钻井液时加入，也可在维护处理期间加入。油溶性分散剂和降凝剂的加入后，对油基钻井液性能无不良影响。
所述的油溶性分散剂是指用于润滑油中的无灰分散剂，如丁二酰亚胺、丁二酰亚胺的硼化物或丁二酰亚胺酸及其衍生物。
所述的降凝剂是指原油降凝剂中的聚合物型或是复配型聚合物，所述聚合物型为苯乙烯-马来酸酐-十八胺共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或苯乙烯-丙烯酸十八酯共聚物，所述复配型聚合物分别由以上两种聚合物构成。
本发明用于油基钻井液后，例如应用于：270 mL 合成基+3%乳化剂+1%润湿剂+30mLCaCl2水溶液+1%CaO+3%降滤失剂+0.5% 提切剂+1%有机土（密度为2.4g/cm3）油基钻井液体系中，油基钻井液的粘度增加值在0℃可降低60%～75%，在-10℃时可降低40%～50%，在-20℃的条件下,油基钻井液仍有较好的流动性(见下表)。
同时，通过本方法处理的油基钻井液其它性能不受影响，能够有效地解决寒冷地区或深海水地区使用油基钻井液所遇到的低温增稠问题，能更好地拓展油基钻井液的使用范围。
同时，本方法可应用于目前市面上的各种油基钻井液体系，并不仅限于本实施例中所列举的具体体系。

Claims (4)

1.一种改善油基钻井液低温流变性的方法，其特征在于：在现有油基钻井液配方的基础上，增加0.4%～1.2%的油溶性分散剂和/或0.6%～2.5%的降凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种改善油基钻井液低温流变性的方法，其特征在于：油溶性分散剂和降凝剂在配制油基钻井液时加入，或在维护处理期间加入。
3.根据权利要求1所述的一种改善油基钻井液低温流变性的方法，其特征在于：所述的油溶性分散剂是指用于润滑油中的无灰分散剂，如丁二酰亚胺、丁二酰亚胺的硼化物或丁二酰亚胺酸及其衍生物。
4.根据权利要求1所述的一种改善油基钻井液低温流变性的方法，其特征在于：所述的降凝剂是指原油降凝剂中的聚合物型或是复配型聚合物，所述聚合物型为苯乙烯-马来酸酐-十八胺共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或苯乙烯-丙烯酸十八酯共聚物，所述复配型聚合物分别由以上两种聚合物构成。
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