CN109294531A - 一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其应用 - Google Patents

一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其应用，复合沥青防塌抑制剂包括以下重量份的原料：天然沥青60份，十二烷基苯磺酸钠2份，乙烯‑丙烯酸乙酯1份，表面活性剂5份，碳纤维5份，硬脂酸锌1份，硬脂酸钙1份，石灰石料粉末10份；所述水基钻井液包括以下重量份原料：蒙脱石1‑5份，水100‑200份，重晶石20‑50份，聚乙二醇1‑5份，复合沥青防塌抑制剂5‑20份。本发明原料中无重金属元素，来源广泛且污染更小；通过特殊制备的复合沥青防塌抑制剂应用与制备水基钻井液后，可以获得良好的防塌和润滑能力；制备方法简单，便于生产，有利于推广。

Description

一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其 应用
技术领域
本发明涉及水基钻井液领域，具体是一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其应用。
背景技术
钻井液，是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。在石油钻井过程中，为了保持井径规则、防止坍塌，需要在泥浆中加入具有防塌功能的泥浆处理剂，以改善泥浆性能、达到稳定井壁的目的，尤其在复杂地层、深井和热井的钻探中，泥浆处理剂不仅要具有防塌性能还要有抗高温性能。改性沥青具有防止坍塌、降低钻井液高温高压滤失量、提高泥浆高温稳定性等作用，被广泛用作泥浆处理剂。
现有技术中，应用抑制剂制备的水基钻井液所急需解决的就是提高稳定井壁的能力，并且降低钻井液高温高压滤失量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青60-80份，十二烷基苯磺酸钠2-5份，乙烯-丙烯酸乙酯1-3份，表面活性剂5-10份，碳纤维5-15份，硬脂酸锌1-3份，硬脂酸钙1-3份，石灰石料粉末10-20份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100-120℃条件下搅拌20-40min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150-180℃条件下搅拌30-60min；调节pH值至7-10；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份的原料：天然沥青65-75份，十二烷基苯磺酸钠3-4份，乙烯-丙烯酸乙酯1.5-2.5份，表面活性剂6-8份，碳纤维8-12份，硬脂酸锌1.5-2.5份，硬脂酸钙1.5-2.5份，石灰石料粉末13-17份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份的原料：天然沥青70份，十二烷基苯磺酸钠3.5份，乙烯-丙烯酸乙酯2份，表面活性剂7份，碳纤维10份，硬脂酸锌2份，硬脂酸钙2份，石灰石料粉末15份。
作为本发明进一步的方案：所述表面活性剂由聚丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1-5份，水100-200份，重晶石20-50份，聚乙二醇1-5份，复合沥青防塌抑制剂5-20份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、原料中无重金属元素，来源广泛且污染更小；
2、通过特殊制备的复合沥青防塌抑制剂应用与制备水基钻井液后，可以获得良好的防塌和润滑能力；
3、制备方法简单，便于生产，有利于推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青60份，十二烷基苯磺酸钠2份，乙烯-丙烯酸乙酯1份，表面活性剂5份，碳纤维5份，硬脂酸锌1份，硬脂酸钙1份，石灰石料粉末10份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100℃条件下搅拌20min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
实施例2
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青65份，十二烷基苯磺酸钠3份，乙烯-丙烯酸乙酯1.5份，表面活性剂6份，碳纤维8份，硬脂酸锌1.5份，硬脂酸钙1.5份，石灰石料粉末13份。
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100℃条件下搅拌20min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
实施例3
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：包括以下重量份的原料：天然沥青70份，十二烷基苯磺酸钠3.5份，乙烯-丙烯酸乙酯2份，表面活性剂7份，碳纤维10份，硬脂酸锌2份，硬脂酸钙2份，石灰石料粉末15份。
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100℃条件下搅拌20min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
实施例4
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青75份，十二烷基苯磺酸钠4份，乙烯-丙烯酸乙酯2.5份，表面活性剂8份，碳纤维12份，硬脂酸锌2.5份，硬脂酸钙2.5份，石灰石料粉末17份。
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100℃条件下搅拌20min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
实施例5
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青80份，十二烷基苯磺酸钠5份，乙烯-丙烯酸乙酯3份，表面活性剂10份，碳纤维15份，硬脂酸锌3份，硬脂酸钙3份，石灰石料粉末20份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100℃条件下搅拌20min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
对比例1
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青80份，十二烷基苯磺酸钠5份，乙烯-丙烯酸乙酯3份，表面活性剂10份，碳纤维15份，硬脂酸锌3份，硬脂酸钙3份，石灰石料粉末20份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在120℃条件下搅拌40min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在180℃条件下搅拌60min；调节pH值至10；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
对比例2
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份。
对比例3
一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，包括以下重量份的原料：天然沥青80份，碳纤维15份，石灰石料粉末20份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：向搅拌釜中按比例投入天然沥青、碳纤维和石灰石料粉末，在150℃条件下搅拌30min；调节pH值至7；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
一种水基钻井液，包括以下重量份原料：蒙脱石1份，水100份，重晶石20份，聚乙二醇1份，复合沥青防塌抑制剂5份。
性能测试
1)流变性测试：取实施例1-5以及对比例1-3所制备的水基钻井液，测试其流变性能。
2)高温高压滤失量测试：采用GB/T 16783.1中规定的方法测定所述钻井液在150℃、3.45MPa压差下的高温高压滤失量。
3)封堵性能测试：取上述实施例1-5以及对比例1-3所制备的水基钻井液，利用页岩膨胀仪进行封堵性能测试。
测试结果如下表所示：
表1
通过对比实施例1-5可以发现，本发明中通过复合沥青防塌抑制剂添加制备的水基钻井液具有优良的流动性和动塑比，有利于岩屑的悬浮和携带；其具有较高的降高温高压滤失效果，可以降低钻井液失水并改善泥饼质量；较低的页岩膨胀率控制，可以体现出其具有很好的封堵、防塌性能，利于井壁加固。
通过实施例5和对比例1-3之间的对照，可以知晓本发明中，复合沥青防塌抑制剂的添加对于水基钻井液的性能影响显著，复合沥青防塌抑制剂中的组分添加对于最终水基钻井液的性能也具有明显的影响，复合沥青防塌抑制剂的加工方法对于最终制备出的水基钻井液的性能具有影响，因此复合沥青防塌抑制剂其作用是基于特定的加工方法、配合适合的原料最终获得的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然沥青60-80份，十二烷基苯磺酸钠2-5份，乙烯-丙烯酸乙酯1-3份，表面活性剂5-10份，碳纤维5-15份，硬脂酸锌1-3份，硬脂酸钙1-3份，石灰石料粉末10-20份；
复合沥青防塌抑制剂的制备方法为：将天然沥青、十二烷基苯磺酸钠、乙烯-丙烯酸乙酯、表面活性剂、硬脂酸锌和硬脂酸钙按比例称取后投入到搅拌釜中，在100-120℃条件下搅拌20-40min；再向搅拌釜中按比例投入碳纤维和石灰石料粉末，在150-180℃条件下搅拌30-60min；调节pH值至7-10；所得复合沥青通过喷雾造粒形成沥青粉末。
2.根据权利要求1所述的一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然沥青65-75份，十二烷基苯磺酸钠3-4份，乙烯-丙烯酸乙酯1.5-2.5份，表面活性剂6-8份，碳纤维8-12份，硬脂酸锌1.5-2.5份，硬脂酸钙1.5-2.5份，石灰石料粉末13-17份。
3.根据权利要求1所述的一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然沥青70份，十二烷基苯磺酸钠3.5份，乙烯-丙烯酸乙酯2份，表面活性剂7份，碳纤维10份，硬脂酸锌2份，硬脂酸钙2份，石灰石料粉末15份。
4.根据权利要求1所述的一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂，其特征在于，所述表面活性剂由聚丁二烯、聚异戊二烯通过三氧化硫磺化反应所得。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂的应用，其特征在于，所述水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂用于降低钻井液失水。
6.一种水基钻井液，其特征在于，该水基钻井液包括权利要求1-4任一项所述的复合沥青防塌抑制剂。
7.根据权利要求6所述的一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液包括以下重量份原料：蒙脱石1-5份，水100-200份，重晶石20-50份，聚乙二醇1-5份，复合沥青防塌抑制剂5-20份。
8.一种如权利要求6-7任一所述的水基钻井液的应用，其特征在于，所述水基钻井液用于油气开发井。
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