CN108690579B - 一种生态钻井液及其在盐碱地改良中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的生态钻井液采用重金属含量低、易降解、生物毒性低的原料，而且本发明提供的生态钻井液原料含有利于植物生长的磷、氮、钾等有机质，使得本发明提供的生态钻井液在完成钻探任务后，得到的废弃钻井液可有效改良盐碱地土壤。另外，本发明提供的生态钻井液能够满足钻探过程对钻井液的需求。

Description

一种生态钻井液及其在盐碱地改良中的应用
技术领域
本发明涉及石油钻井工程油田化学技术领域，尤其涉及一种生态钻井液及其在盐碱地改良中的应用。
背景技术
随着能源需求的不断增大，油气勘探开发力度越来越大，从陆地到海洋，从浅水到深水，但随着开发力度的不断加大，钻井完成后产生的废弃钻井液也越来越多。常用钻井液主要包括油基钻井液和水基钻井液，目前我国油基钻井液已实现回收再利用，而水基钻井液在钻井完成后，性能恶化无法实现重复再利用。
目前对废弃水基钻井液的处理方式通常是简单絮凝和固化处理，但是采用上述方法处理的废弃水基钻井液仍然会渗出地面影响环境。但是如果采用复杂的工艺对废弃水基钻井液进行处理，投资成本较大，给石油开采企业带来严重的经济负担。
发明内容
本发明提供了一种生态钻井液及其在盐碱地中的应用。本发明提供的生态钻井液重金属含量低、易降解、生物毒性低，在满足钻探对钻井液性能要求的基础上，钻探完成后的废弃钻进液可应用于盐碱地改良中，能够有效改善盐碱地土壤，解决了废弃钻井液污染环境的问题。
本发明提供了一种生态钻井液，以质量份计，包括以下组分：
Figure BDA0001713769450000011
所述流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠中的一种或多种；
所述降滤失剂包括天然淀粉；
所述抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙；
所述包被剂包括聚赖氨酸和/或聚天门冬氨酸；
所述润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅；
所述防塌封堵剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和天然树脂。
优选的，所述原生态土包括蒙脱石、地开石、伊利石、绿泥石、凹凸棒石和海泡石中的一种或多种。
优选的，所述流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠时，以所述黄原胶为40～60质量份计，所述沙蒿胶为10～20质量份，所述车前籽胶为5～30质量份，所述罗望子胶为10～20质量份，所述魔芋胶为5～20质量份，所述透明质酸为5～10质量份，所述海藻酸钠为5～10质量份。
优选的，所述天然淀粉包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉中的一种或多种。
优选的，当所述天然淀粉包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉时，以所述木薯淀粉为20～30质量份计，所述芭蕉芋淀粉为10～20质量份，所述马铃薯淀粉为30～40质量份，所述菱角淀粉为2～10质量份，所述莲藕淀粉为10～20质量份，所述魔芋淀粉为10～20质量份。
优选的，所述抑制剂中，以所述氨基酸为10～30质量份计，所述胆碱为5～10质量份，所述硫酸钾为5～20质量份，所述尿素为5～10质量份，所述磷酸氢二钙为5～20质量份。
优选的，所述润滑剂的粒径为200～500nm。
优选的，所述润滑剂中，以所述石墨为30～50质量份计，所述氮化硼为30～40质量份，所述氮化硅为10～20质量份。
优选的，所述防塌封堵剂中，以所述腐殖酸钾为40～60质量份计，所述黄腐酸钾为30～40质量份，所述天然树脂为5～10质量份。
本发明还提供了上述技术方案所述生态钻井液完成钻井任务后得到的废弃钻井液在盐碱地改良中的应用，包括以下步骤：
采用酸性调节剂将废弃钻井液的pH值调节至5～6.5后，得到土壤改良剂，将所述土壤改良剂施用到待改良盐碱地土壤。
本发明提供的生态钻井液包括原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂、重晶石和淡水。本发明提供的生态钻井液采用重金属含量低、易降解、生物毒性低的原料，而且本发明提供的生态钻井液原料含有利于植物生长的磷、氮、钾等有机质，使得本发明提供的生态钻井液在完成钻探任务后，得到的废弃钻井液可有效改良盐碱地土壤。另外，本发明提供的生态钻井液的原生态土及流型调节剂提供钻井液携带钻屑所需的粘度和切力，包被剂和抑制剂抑制钻井液中钻屑造浆，同时和降滤失剂和防塌封堵剂一起保证井眼稳定，润滑剂保证钻井液的润滑性能，而重晶石主要是保证钻井液具有一定密度来平衡地层压力，保证钻井顺利进行，生态钻井液中的添加剂一起使得本发明提供的生态钻井液能够满足钻探过程对钻井液的需求。
具体实施方式
本发明提供了一种生态钻井液，以质量份计，包括以下组分：
Figure BDA0001713769450000031
所述流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠中的一种或多种；
所述降滤失剂包括天然淀粉；
所述抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙；
所述包被剂包括聚赖氨酸和/或聚天门冬氨酸；
所述润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅；
所述防塌封堵剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和天然树脂。
在本发明中，如无特殊说明，原料组分均为本领域技术人员所熟知的市售商品。
本发明提供的生态钻井液包括100质量份淡水，在本发明中，所述淡水起到溶解其他添加剂，保证钻井液功能的作用。
以淡水的100质量份为基准，本发明提供的生态钻井液包括1～5份原生态土，优选为2～4份。在本发明中，所述原生态土优选包括蒙脱石、地开石、伊利石、绿泥石、凹凸棒石和海泡石中的一种或多种。在本发明中，所述原生态土的作用是提黏切、降滤失。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.1～1份碱度调节剂，优选为0.2～0.8份，进一步优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述碱度调节剂优选包括碳酸钾和/或碳酸钠。当所述碱度调节剂包括碳酸钾和碳酸钠时，本发明对碳酸钾和碳酸钠的质量比例没有限制。在本发明中，所述碱度调节剂的作用是保证钻井液pH值在9左右，以减轻对钻具的腐蚀，同时可以防止因氢脆而引起的钻具和套管的损坏，同时抑制钙盐镁盐的溶解。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.1～1份流型调节剂，优选为0.2～0.8份，进一步优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠中的一种或多种。
在本发明中，所述流型调节剂优选包括40～60质量份的黄原胶，优选为45～55份，进一步优选为48～53份，更优选为50～52份。在本发明中，以所述黄原胶的质量份为基准，所述钻井液用流型调节剂优选包括10～20份沙蒿胶，进一步优选为12～18份，更优选为14～16份。在本发明中，以所述黄原胶的质量份为基准，所述钻井液用流型调节剂优选包括5～30份的车前籽胶，进一步优选为10～25份，更优选为15～20份，最优选为16～18份。在本发明中，以所述黄原胶的质量份为基准，所述钻井液用流型调节剂优选包括10～20份的罗望子胶，进一步优选为12～18份，更优选为14～16份。在本发明中，以所述黄原胶的质量份为基准，所述钻井液用流型调节剂优选包括5～20份的魔芋胶，进一步优选为8～18份，更优选为10～15份，最优选为12～14份。在本发明中，以所述黄原胶的质量份为基准，所述钻井液用流型调节剂优选包括5～10份的透明质酸，进一步优选为6～9份，更优选为7～8份。在本发明中，以上述质量份的黄原胶计，所述钻井液用流型调节剂优选包括5～10份的海藻酸钠，进一步优选为6～9份，更优选为7～8份。本发明对所述流型调节剂中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量份数进行控制，主要是为了表示流型调节剂中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠之间的质量相对关系。在本发明中，所述流型调节剂中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量份数与所述钻井液中淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石的质量份数没有关系。在本发明中，所述黄原胶具有剪切稀释性，将黄原胶与沙蒿胶、车前籽胶、魔芋胶、罗望子胶、透明质酸和海藻酸钠混合后，不同分子量的大分子聚合物与黄原胶在羟基作用下与水分子协同增黏，提高了流型调节剂的黏度，增强了本发明所述流型调节剂的剪切稀释性。在上述原料的共同作用下，本发明提供的流型调节剂能够满足钻井液对流型调节剂的流型性能要求；而且所述流型调节剂具有较好的保水性能，防止水分流失；同时所述流型调节剂具有较好的生物降解性能。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括1.0～3.5份降滤失剂，优选为1.5～3.0份，进一步优选为2.0～2.5份。在本发明中，所述降滤失剂包括天然淀粉，所述天然淀粉包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉中的一种或多种。
在本发明中，当所述天然淀粉优选包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉时，所述天然淀粉优选包括20～30质量份木薯淀粉，进一步优选为22～28份。以所述木薯淀粉的质量份为基准，所述天然淀粉优选包括10～20份芭蕉芋淀粉，进一步优选为12～18份。以所述木薯淀粉的质量份为基准，所述天然淀粉优选包括30～40份马铃薯淀粉，进一步优选为32～38份。以所述木薯淀粉的质量份为基准，所述天然淀粉优选包括2～10份菱角淀粉，进一步优选为4～8份。以所述木薯淀粉的质量份为基准，所述天然淀粉优选包括10～20份莲藕淀粉，进一步优选为12～18份。以所述木薯淀粉的质量份为基准，所述天然淀粉优选包括10～20份魔芋淀粉，进一步优选为12～18份。本发明对所述天然淀粉中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量份数进行控制，主要是为了表示天然淀粉中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉之间的质量相对关系。在本发明中，所述天然淀粉中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量份数与所述钻井液中淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石的质量份数没有关系。在本发明中，所述降滤失剂的作用是在井壁形成低渗透、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤液侵入地层，减小地层岩石水化膨胀，降低井壁失稳及各种井下复杂情况的风险。天然淀粉中上述原料提供不同的分子链，分子链在水中伸展，形成布满体系的混合网状结构，形成致密的滤饼，降低滤失量。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.5～3.0份抑制剂，优选为1.0～2.5份，进一步优选为1.5～2.0份。在本发明中，所述抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙。
以质量份计，本发明提供的抑制剂优选包括10～30份氨基酸，进一步优选为15～25份，更优选为20～22份。在本发明中，所述氨基酸优选包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺中的一种或多种。在本发明中，当所述氨基酸优选包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺时，所述谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的质量比优选为20～40:30～40:10～20:10～20:10～20，更优选为25～35:32～38:12～18:12～18:12～18，最优选为30～32:34～36:14～16:14～16:14～16。
以所述氨基酸的质量份为基准，本发明提供的钻井液用抑制剂优选包括5～10份胆碱，进一步优选为6～9份，更优选为7～8份。在本发明中，所述胆碱优选包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和/或氯化胆碱。当所述胆碱优选包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱时，所述2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱的质量比优选为10～25:20～40，进一步优选为15～20:25～35。
以所述氨基酸的质量份为基准，本发明提供的钻井液用抑制剂优选包括5～20份硫酸钾，进一步优选为10～15份，更优选为12～14份。
以所述氨基酸的质量份为基准，本发明提供的钻井液用抑制剂优选包括5～10份尿素，进一步优选为6～9份，更优选为7～8份。
以所述氨基酸的质量份为基准，本发明提供的钻井液用抑制剂优选包括5～20份磷酸氢二钙，进一步优选为10～15份，更优选为12～14份。
本发明对所述抑制剂中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量份数进行控制，主要是为了表示氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙之间的质量相对关系。在本发明中，所述抑制剂中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量份数与所述钻井液中淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石的质量份数没有关系。
本发明所述抑制剂含有大量的胺基、钾、钙等离子，作为钻井液，具有很好的抑制性能，能够满足钻井液在钻探过程中对抑制性的要求，提高井壁稳定，防止泥岩分散。本发明所述抑制剂的原料均为可降解物质，能够使钻井液具有较好的生物降解性能。另外，本发明所述抑制剂含有大量的对土地有益的氮、磷、钾等有机质成分，尤其是天冬氨酸更是能够进一步的防止水分、肥效的流失，使含有本申请所述抑制剂的钻井液可应用于盐碱地改良，提高土壤的肥效。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.1～1.0份包被剂，优选为0.2～0.8份，进一步优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述包被剂包括聚赖氨酸和/或聚天冬氨酸。当所述包被剂包括聚赖氨酸和聚天冬氨酸时，本发明对聚赖氨酸和聚天冬氨酸的质量比例没有特别限制。在本发明中，所述包被剂的作用是包裹钻屑，抑制钻屑分散，包被剂中的原料提供生物大分子可以包裹钻屑。本发明优选以聚赖氨酸和聚天冬胺酸的混合物作为包被剂，有利于避免了一种物质作为包被剂的单一性，两种原料在做包被剂的整体性能上起到协调互补的作用。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.5～3.0份润滑剂，优选为1.0～2.5份，进一步优选为1.5～2.0份。在本发明中，所述润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅。在本发明中，所述润滑剂的粒径优选为20～500nm，进一步优选为50～450nm，更优选为100～400nm。在本发明中，所述润滑剂优选包括30～50质量份石墨，进一步优选为35～45份。以所述石墨的质量份为基准，所述润滑剂优选包括30～40质量份氮化硼，进一步优选为32～38份，更优选为34～36份。以所述石墨的质量份为基准，所述润滑剂优选包括10～20质量份氮化硅，进一步优选为12～18份，更优选为14～16份。在本发明中，所述润滑剂中石墨、氮化硼和氮化硅的质量份数与钻井液中淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石的质量份数没有关系。在本发明中，所述润滑剂的作用是减小钻具扭矩、磨损，延长钻头轴承寿命，减小钻柱摩擦力，缩短起下钻时间。润滑剂中的石墨在低温时具有较好的润滑作用，而氮化硼及氮化硅在高温时具有较好的润滑性能，本专利中润滑剂原料的共同作用保证润滑剂在整个钻井过程中的润滑性。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0.5～3.0份防塌封堵剂，优选为1.0～2.5份，进一步优选为1.5～2.0份。在本发明中，所述防塌封堵剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和天然树脂，所述防塌封堵剂优选包括40～60质量份腐殖酸钾，进一步优选为45～55份。以所述腐殖酸钾的质量份为基准，所述防塌封堵剂优选包括30～40质量份黄腐酸钾，进一步优选为32～38份。以所述腐殖酸钾的质量份为基准，所述防塌封堵剂优选包括5～10质量份天然树脂，进一步优选为7～9份。在本发明中，所述天然树脂优选为松香树脂。在本发明中，所述防塌封堵剂中腐殖酸钾、黄腐酸钾和天然树脂的质量份数与钻井液中淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石的质量份数没有关系。在本发明中，所述防塌封堵剂的作用是维持钻井液性能稳定，保持井壁稳定。防塌封堵剂中的腐殖酸钾及黄腐酸钾主要具有较好的抑制页岩水化作用，天然树脂主要通过其颗粒对井壁孔隙的封堵作用起到防塌的效果，以上原料一起保证本发明防塌封堵剂具有较好的防塌封堵效果。
在本发明中，以淡水的100质量份为基准，所述生态钻井液包括0～100份重晶石，优选为10～90份，进一步优选为30～70份，更优选为40～60份。在本发明中，所述重晶石的粒径优选为200～1000目，进一步优选为300～900目，更优选为500～600目。在本发明中，所述重晶石的密度优选大于4.2g/cm3。本发明优选将重晶石的密度控制在上述范围内，有利于减少重晶石的使用量，使钻井液中固相含量减少。在钻井过程中，固相含量越少对钻井液越好。在本发明中，所述重晶石的作用是提高钻井液密度，平衡地层压力，保证井眼稳定。
在本发明中，所述淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石中的重金属含量独立地低于50mg/kg，低于国家对土壤最高标准要求的90mg/kg。本发明优选将钻井液原料的重金属含量控制在上述范围内，有利于使本发明提供的钻井液重金属含量控制在较低水平，进而有利于本发明提供的钻井液作为土壤改良剂应用在盐碱地改良中。
本发明对生态钻井液的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的组合物的制备方式即可。在本发明中，所述生态钻井液的制备方法优选包括以下步骤：将淡水、原生态土、碱度调节剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、包被剂、润滑剂、防塌封堵剂和重晶石混合，得到生态钻井液。
本发明对上述原料混合的方式没有特别限定，采用本领域技术人员所熟知的混合方式即可。
本发明还提供了由上述技术方案所述生态钻井液完成钻井任务后得到的废弃钻井液在盐碱地改良中的应用。
在本发明中，所述废弃钻井液在盐碱地改良中的应用方法优选包括以下步骤：
采用酸性调节剂将废弃钻井液的pH值调节至5～6.5后，得到土壤改良剂，将土壤改良剂施用到待改良盐碱地土壤，对盐碱地土壤进行改良。
在本发明中，所述废弃钻井液的pH值优选为8.5～9.5，本发明将废弃钻井液的pH值调节至5～6.5后，然后再施加到盐碱地中，有利于调节盐碱地土壤的pH值，将盐碱地的土壤调节为中性。
在本发明中，所述酸性调节剂优选包括磷酸二氢钾溶液、磷酸二氢钠、柠檬酸。
在本发明中，所述磷酸二氢钾溶液的质量浓度优选为1％～4％，进一步优选为2％。
在本发明中，所述土壤改良剂与盐碱地土壤的质量比优选为20kg/m2～50kg/m2，进一步优选为25kg/m2～45kg/m2，更优选为30kg/m2～40kg/m2。
本发明提供的钻井液完成钻探任务后，得到的废弃钻井液通过简单调节pH值即可用于盐碱地改良，而且能够有效调节盐碱地的pH值、提高盐碱地的氮、磷、钾含量。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
将5质量份蒙脱石，1.0质量份碳酸钾，0.2质量份流型调节剂，2.5质量份降滤失剂，2.0质量份抑制剂，0.5质量份包被剂，1.0质量份润滑剂，2质量份防塌剂，30质量份重晶石和100质量份淡水混合，得到生态钻井液。
所述的流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠，其中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量比为50:20:10:10:10:5:10。
所述的降滤失剂包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉，其中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量比为20:10:30:5:10:10。
所述的抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙，其中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量比为20:5:10:5:10；其中氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺，谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的质量比为20:40:10:20:10；其中胆碱包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱，其中2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱的质量比为10:20。
所述的防塌剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂，其中腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂的质量比为60:25:15。
所述的包被剂包括聚赖氨酸和聚天门冬氨酸，其中聚赖氨酸和聚天门冬氨酸的质量比为30:20。
所述的润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅，其中石墨、氮化硼和氮化硅的质量比为50:30:20，所述润滑剂的粒径为100nm。
实施例2：
将3质量份蒙脱石，0.5质量份碳酸钠，0.5质量份流型调节剂，3.5质量份降滤失剂，2.0质量份抑制剂，0.5质量份包被剂，2.0质量份润滑剂，2质量份防塌剂，50质量份重晶石，100质量份淡水混合，得到生态钻井液。
所述的流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠，其中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量比为30:20:25:15:10:10:5。
所述的降滤失剂包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉，其中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量比为50:30:10:5:10:15。
所述的抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙，其中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量比为15:5:5:5:10；其中氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺，谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的质量比为30:30:10:20:10，其中胆碱包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱，其中2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱的质量比为25:40。
所述的防塌剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂，其中腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂的质量比为60:20:20；
所述的包被剂包括聚赖氨酸和聚天门冬氨酸，其中聚赖氨酸和聚天门冬氨酸的质量比为30:30。
所述的润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅，其中石墨、氮化硼和氮化硅的质量比为80:10:10，所述润滑剂的粒径为200nm。
实施例3：
将2质量份原生态土，0.4质量份碳酸钠，1.0流型调节剂，3.0质量份降滤失剂，3.0质量份抑制剂，1.0质量份包被剂，3.0质量份润滑剂，3质量份防塌剂，40质量份重晶石和100质量份淡水混合，得到生态钻井液。
所述的原生态土为80质量份蒙脱石和20质量份伊利石。
所述的流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠，其中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量比为40:15:30:10:5:5:5。
所述的降滤失剂包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉，其中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量比为30:40:20:5:15:20。
所述的抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙，其中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量比为15:5:5:5:10；其中氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺，谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的质量比为30:30:10:20:10，其中胆碱包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱，其中2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱的质量比为15:30。
所述的包被剂包括聚赖氨酸和聚天门冬氨酸，其中聚赖氨酸和聚天门冬氨酸的质量比为30:30。
所述的防塌剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂，其中腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂的质量比为50:40:10。
所述的润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅，其中石墨、氮化硼和氮化硅的质量比为30:30:40，所述润滑剂的粒径为50nm。
实施例4：
将1质量份蒙脱石，0.3质量份碳酸钾，0.8流型调节剂，3.0质量份降滤失剂，2.0质量份抑制剂，0.3质量份包被剂，2.0质量份润滑剂，0.5质量份防塌剂，35质量份重晶石和100质量份淡水混合，得到生态钻井液。
所述的流型调节剂包括黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠，其中黄原胶、沙蒿胶、车前籽胶、罗望子胶、魔芋胶、透明质酸和海藻酸钠的质量比为50:10:25:5:10:10:10。
所述的降滤失剂包括木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉，其中木薯淀粉、芭蕉芋淀粉、马铃薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉和魔芋淀粉的质量比为40:40:10:5:10:20。
所述的抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙，其中氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙的质量比为15:5:5:5:10；其中氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺，谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺的质量比为30:30:10:20:10，其中胆碱包括2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱，其中2-羟基-N,N,N,-三甲基乙铵和氯化胆碱的质量比为30:70。
所述的防塌剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂，其中腐殖酸钾、黄腐酸钾和松香树脂的质量比为55:40:5；
所述的包被剂包括聚赖氨酸和聚天门冬氨酸，其中聚赖氨酸和聚天门冬氨酸的质量比为30:50。
所述的润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅，其中石墨、氮化硼和氮化硅的质量比为20:50:30，所述润滑剂的粒径为500nm。
对比例1：
将海水、0.15质量份氢氧化钠、0.2质量份碳酸钠、0.5质量份黄原胶、2质量份阳离子改性淀粉、2质量份聚合醇和3质量份氯化钾混合，得到钻井液。
对比例2：
将海水、3质量份膨润土、0.15质量份氢氧化钠、0.2质量份碳酸钠、0.4质量份聚阴离子纤维素、0.5质量份聚丙烯酰胺、5质量份氯化钾、1.5质量份羟丙基淀粉、1.0质量份磺化沥青、1.5质量份磺化酚醛树脂和30质量份重晶石混合，得到钻井液。
对实施例1～4以及对比例1～2的钻井液性能进行测试。测试钻井液的基本性能，测试结果如表1所示。
表1实施例1～4以及对比例1～2的钻井液性能
Figure BDA0001713769450000131
表1中，Φ3指的是六速旋转粘度计3转读数，无量纲；所述低压低温压失水指的是0.7MPa、25℃、30min的压失水体积；所述高压高温压失水指的是3.5MPa、100℃、30min的压失水体积；所述BOD/COD指的是5日生物需氧量与5日生化需氧量的比值；生物毒性值越高毒性越小。
在本发明中，所述BOD采用稀释接种空气压差法测试；所述COD采用快速消解分光光度法测试，所述生物毒性采用发光细菌法测得。
由表1测试结果可知，本发明提供的钻井液的基本性能与常用钻井液类似，可以满足钻井需求。另外，本发明提供的钻井液BOD/COD值较高，达52.5～56.1，具有较好的生物降解性；本发明提供的钻井液生物毒性值较高，达85421～91268mg·mL-1，生物毒性较小。
在实施例1的钻井液完成钻探任务后，得到废弃钻井液。采用质量浓度为2％的磷酸二氢钾将废弃钻井液的pH值调节至6.0，得到土壤改良剂，然后将土壤改良剂用于盐碱地改良。其中盐碱地改良前的理化性质分析结果如表2所示，废弃钻井液以及土壤改良剂的理化性质分析结果如表3所示。
表2盐碱地土壤理化分析结果
Figure BDA0001713769450000141
表3废弃钻井液以及土壤改良剂的理化性质分析结果
Figure BDA0001713769450000142
将盐碱地土壤和土壤改良剂按1:0、1:1、2:1和3:1比例进行混合，对比分析改良后土壤理化性质，改良后土壤理化性质如表4所示。
表4盐碱地改良土壤理化分析
Figure BDA0001713769450000143
由表4结果可知，本发明提供的生态钻井液完成钻探任务后，得到的废弃钻井液中含有大量的黏土颗粒，可有效改善盐碱地土壤结构；而且本发明提供的生态钻井液完成钻探任务后，得到的废弃钻井液中含有丰富的有机质，可有效提高盐碱地土壤有机质含量，减低盐碱地土壤pH值和盐含量，同时提高盐碱地土壤含水率及保水能力，实现钻井液变废为宝，消耗废弃钻井液的同时改善盐碱地土壤环境。
综上所述，本发明提供的生态钻井液能够满足钻探作业对钻井液的性能要求，而且本发明提供的生态钻井液的BOD/COD值较高，具有较好的降解性能。另外，本发明提供的生态钻井液完成钻探任务后，只需对废弃钻井液进行简单的调节pH值，即可用于盐碱地改良中，而且能够有效改良盐碱地的土壤成分。
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 (7)

1.一种生态钻井液，以质量份计，包括以下组分：
Figure FDA0002514537830000011
所述流型调节剂包括以下质量份组分：
黄原胶40～60份、沙蒿胶10～20份、车前籽胶5～30份、罗望子胶10～20份、魔芋胶5～20份、透明质酸5～10份和海藻酸钠5～10份；
所述降滤失剂包括以下质量份组分：
木薯淀粉20～30份、芭蕉芋淀粉10～20份、马铃薯淀粉30～40份、菱角淀粉2～10份、莲藕淀粉10～20份和魔芋淀粉10～20份；
所述抑制剂包括氨基酸、胆碱、硫酸钾、尿素和磷酸氢二钙；
所述包被剂包括聚赖氨酸和/或聚天门冬氨酸；
所述润滑剂包括石墨、氮化硼和氮化硅；
所述防塌封堵剂包括腐殖酸钾、黄腐酸钾和天然树脂。
2.根据权利要求1所述的生态钻井液，其特征在于，所述原生态土包括蒙脱石、地开石、伊利石、绿泥石、凹凸棒石和海泡石中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的生态钻井液，其特征在于，所述抑制剂中，以所述氨基酸为10～30质量份计，所述胆碱为5～10质量份，所述硫酸钾为5～20质量份，所述尿素为5～10质量份，所述磷酸氢二钙为5～20质量份。
4.根据权利要求1所述的生态钻井液，其特征在于，所述润滑剂的粒径为200～500nm。
5.根据权利要求1或4所述的生态钻井液，其特征在于，所述润滑剂中，以所述石墨为30～50质量份计，所述氮化硼为30～40质量份，所述氮化硅为10～20质量份。
6.根据权利要求1所述的生态钻井液，其特征在于，所述防塌封堵剂中，以所述腐殖酸钾为40～60质量份计，所述黄腐酸钾为30～40质量份，所述天然树脂为5～10质量份。
7.权利要求1～6任一项所述生态钻井液完成钻井任务后得到的废弃钻井液在盐碱地改良中的应用，包括以下步骤：
采用酸性调节剂将废弃钻井液的pH值调节至5～6.5后，得到土壤改良剂，将所述土壤改良剂施用到待改良盐碱地土壤。
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