CN107722950A - 一种新型多功能钻井液添加剂及其配制的钻井液和制备方法 - Google Patents

一种新型多功能钻井液添加剂及其配制的钻井液和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型多功能钻井液添加剂及其配制的钻井液和制备方法。本发明提供的新型多功能钻井液添加剂包括膨润土、纯碱、烧碱、羧甲基纤维素钠和氯化钾；先往搅拌罐中加入水，加入膨润土和纯碱，搅拌20‑30min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，1‑2min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌20‑30min即得产品。本发明所涉及的新型多功能钻井液是一种含低取代度高粘高透且具特定耐盐性能羧甲基纤维素钠的新型、多功能、应用范围广的低成本钻井液，既可作为一类用来调整钻井液的处理剂，用于石油钻井领域水基钻井液，尤其可用于水平定向钻进用钻井液，亦可用于部分油基钻井液中。

Description

一种新型多功能钻井液添加剂及其配制的钻井液和制备方法
技术领域
本发明涉及一种石油钻井用钻井液及其添加剂，具体涉及一种含低取代度高粘高透且具特定耐盐性能羧甲基纤维素钠的新型多功能钻井液及其配制的钻井液和制备方法。
背景技术
随着石油工业的不断发展和对环境保护意识的加强，人们对于石油钻井工艺及石油钻井液要求亦越来越高，一些新的石油钻井工艺，如定向井、水平井在钻井工程中已逐步形成和完善，同时随之出现了各种极具优异特性的钻井液用助剂或钻井液，如纯无荧光润滑剂、环保钻井液、低伤害储层保护钻井液、定向钻进用钻井液、强抑制强封堵钻井液等，这些钻井液助剂或钻井液虽极具某些优异特性，但兼容性较差，对应用环境要求高，且应用范围窄，在需兼顾钻井液综合性能的情况下须复配其他助剂使用，从而增加了钻井液成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能用于水基钻井液也能用于油基钻井液、能用于水平定向钻井、低成本、易保存运输、制备方法简单的新型多功能钻井液添加剂及其配制的钻井液和制备方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种新型多功能钻井液添加剂包括如下组分：膨润土、纯碱、烧碱、羧甲基纤维素钠和氯化钾。
进一步的，上述新型多功能钻井液添加剂包括如下重量份组分：80-150份膨润土、1-5份纯碱、1-4份烧碱、3-9份羧甲基纤维素钠和57-171份氯化钾。
进一步的，上述新型多功能钻井液添加剂包括如下重量份组分：100-120份膨润土、2-4份纯碱、2-3份烧碱、4-8份羧甲基纤维素钠和80-150份氯化钾。
进一步的，上述新型多功能钻井液添加剂包括如下重量份组分：110份膨润土、3份纯碱、2.5份烧碱、6份羧甲基纤维素钠和115份氯化钾。
进一步的，上述新型多功能钻井液添加剂中，所述羧甲基纤维素钠的物性如下：取代度小于0.80，1％湿扣水Brookfield粘度＞5000cps，水溶液透明无纤维丝，RV值为20-80；其中RV＝(盐溶液粘度÷蒸馏水溶液粘度)×100。
所述羧甲基纤维素钠在钻井液中电离生成多种负离子，可与粘土边缘断键处铝离子相吸，可与土粒氧形成氢键，使得CMC能牢固吸附在粘土颗粒形成水化层，同时增大土粒的ε电势，细粒土粒亦可与大分子吸附粘结，参与网状结构的形成，避免土粒接触，从而大大提高粘土颗粒稳定性，形成致密的泥饼，起到降低滤失量的作用。
特定羧甲基纤维素钠可在钻井液中作为环保型高效流变调节剂、环保型降滤失剂、环保型无荧光润滑剂、环保型粘结剂用，使其水平井钻井液具有，井眼净化好，井壁稳定、漏失低、受油污影响小、油气层伤害小的特点。
进一步的，上述新型多功能钻井液添加剂还包括如下组分中一种或多种组合：XC生物聚合物、石膏、石灰、重晶石。
本发明还提供一种新型多功能钻井液，包括如下组分：80-150kg/m3膨润土、1-5kg/m3纯碱、1-4kg/m3烧碱、3-9kg/m3羧甲基纤维素钠、57-171kg/m3氯化钾、余量为作为溶剂的水或油。
上述新型多功能钻井液的制备方法包括步骤：先往搅拌罐中加入溶剂，加入膨润土和纯碱，搅拌20-30min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，1-2min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌20-30min即得产品。
本发明具有如下有益效果：本发明所涉及的新型多功能钻井液是一种含低取代度高粘高透且具特定耐盐性能羧甲基纤维素钠的新型、多功能、应用范围广的低成本钻井液，既可作为一类用来调整钻井液的处理剂，用于石油钻井领域水基钻井液，尤其可用于水平定向钻进用钻井液，亦可用于部分油基钻井液中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。所述实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。实施例1至3中使用的钻井液溶剂均为水，是为了得到有效的对比性能结果便于研究工作，但其溶剂也可以是油基钻井液所使用的油性溶剂，如柴油等。
实施例1
先往搅拌罐中加入水，加入膨润土和纯碱，搅拌30min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，2min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌20min即得产品。
其中各组分用量和产品性能参数为：110kg/m3的膨润土、3kg/m3的纯碱、2.5kg/m3的烧碱、6kg/m3的羧甲基纤维素钠，115kg/m3氯化钾、8kg/m3重晶石，配制的钻井液pH＝10.1，表观粘度(mPa.S)＝26，塑性粘度(mPa.S)＝16，动切力Pa＝8，API滤失量＝5.6ml。
实施例2
先往搅拌罐中加入水，加入膨润土和纯碱，搅拌20min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，1min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌30min即得产品。
其中各组分用量和产品性能参数为：90kg/m3的膨润土、2.1kg/m3的纯碱、2.0kg/m3的烧碱、3.4kg/m3的羧甲基纤维素钠，164kg/m3氯化钾、14kg/m3石膏，配制的钻井液pH＝9.8，表观粘度(mPa.S)＝20，塑性粘度(mPa.S)＝14，动切力Pa＝6，API滤失量＝7.9ml。
实施例3
先往搅拌罐中加入水，加入膨润土和纯碱，搅拌25min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，1.5min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌20min即得产品。
其中各组分用量和产品性能参数为：130kg/m3的膨润土、1kg/m3的纯碱、1.0kg/m3XC生物聚合物，6.7kg/m3的羧甲基纤维素钠，5.0kg/m3的烧碱、，171kg/m3氯化钾，配制的钻井液pH＝10.2，表观粘度(mPa.S)＝36，塑性粘度(mPa.S)＝29，动切力Pa＝16，API滤失量＝6.4ml。

Claims (8)

1.一种新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，包括如下组分：
膨润土、纯碱、烧碱、羧甲基纤维素钠和氯化钾。
2.根据权利要求1所述的新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，包括如下重量份组分：
80-150份膨润土、1-5份纯碱、1-4份烧碱、3-9份羧甲基纤维素钠和57-171份氯化钾。
3.根据权利要求1所述的新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，包括如下重量份组分：
100-120份膨润土、2-4份纯碱、2-3份烧碱、4-8份羧甲基纤维素钠和80-150份氯化钾。
4.根据权利要求1所述的新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，包括如下重量份组分：
110份膨润土、3份纯碱、2.5份烧碱、6份羧甲基纤维素钠和115份氯化钾。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠的物性如下：
取代度小于0.80，1％湿扣水Brookfield粘度＞5000cps，水溶液透明无纤维丝，RV值为20-80；
其中RV＝(盐溶液粘度÷蒸馏水溶液粘度)×100。
6.根据权利要求5所述的新型多功能钻井液添加剂，其特征在于，还包括如下组分中一种或多种组合：
XC生物聚合物、石膏、石灰、重晶石。
7.一种新型多功能钻井液，其特征在于，包括如下组分：
80-150kg/m3膨润土、1-5kg/m3纯碱、1-4kg/m3烧碱、3-9kg/m3羧甲基纤维素钠、57-171kg/m3氯化钾、余量为作为溶剂的水或油。
8.一种新型多功能钻井液的制备方法，其特征在于，包括步骤：
先往搅拌罐中加入溶剂，加入膨润土和纯碱，搅拌20-30min后，加入烧碱，并在搅拌状态下，1-2min内匀速向悬浮液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌20-30min即得产品。
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