CN109294534A - 一种低固相矿物油体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻井领域的一种低固相矿物油体系及其制备方法。本发明的低固相矿物油体系采用低毒环保的矿物油为基础油，所述低固相矿物油体系包含以下组分：油水比60:40～65:35，所述低固相矿物油体系其它组分如下：乳化剂2.0～10g/mL；润湿剂0.5～3g/mL；油基增粘剂1～3g/mL；降滤失剂1～5g/mL；石灰1～4g/mL。本钻井液体系采用醋酸盐、磷酸盐为内相和加重剂，采用少量的油基增粘剂提粘，可以大大降低钻井液中的固相含量，对油气层具有较好的保护作用，增大油气井产量。而且破乳电压老化前后达到500V以上，具有良好的流变性能、润滑性、悬浮稳定性好和成本低等优点。可应用于大斜度定向井、页岩水平井和各种复杂地层井等特殊施工工艺。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井领域，更进一步说，涉及一种石油勘探井和生产井在钻进过程中使用的一种低固相矿物油体系及其制备方法。
背景技术
油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、润滑性好、有利于井壁稳定和对油气层损害程度较小等多种优点，已经成为钻高温深井、大斜度定向井、复杂井和页岩气井等的重要手段。目前在石油钻井中，大多使用含有较高固相的油基钻井液，固相颗粒尤其是高分散的粘土颗粒和重晶石颗粒很容易侵入储层，对储层造成伤害，使储层渗透率大大降低，从而影响油气井的产能，大大降低油气田的经济效益。低固相钻井液不仅具有超低的固相含量，独特的流变性，良好的动态和静态悬砂能力，而且还能有效解决水平井、大斜度井携砂难的问题，能保证井眼清洁的同时又可减少钻井液对储层的保护。
为了降低钻井液对油藏地层的污染，需要开发一种固相含量低的油基钻井液，使其在具有较低固相的同时，也具有较好的油基钻井液的优良性能，满足钻井工程的需求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种低固相矿物油体系。具体地说涉及一种低固相矿物油体系及其制备方法。本发明涉及石油勘探井和生产井在钻进过程中所使用的钻井液，属于环保低毒油基钻井液体系。本发明所述的低固相矿物油体系具有较低的固相、较好的抗污染能力、粘切高、携盐能力强，现场施工简单，环保性好。该油基钻井液体系在150℃高温老化前后均具有较好的流变性、悬浮稳定性、高温高压滤失量低的特点。
本发明目的之一的一种低固相矿物油体系，包含油相、水相、乳化剂、润湿剂、油基增粘剂、降滤失剂、石灰，体系配方中油/水体积比为60:40～75:25，优选60:40～65:35，其他组分用量如下(单位：g/mL，所比体积为油水体积加和)：
其中，最优选地，
其它组分用量如下：
所述的油相可选自矿物5#白油、3#白油和7#白油中的至少一种。
所述的水相可选自醋酸钾盐溶液、磷酸钾盐溶液中的至少一种；所述醋酸钾盐溶液、磷酸钾盐溶液的质量浓度均为10～25g/mL。
所述的乳化剂包含主乳化剂和辅乳化剂；所述主乳化剂选自有机酸、有机酸酰胺混合成组成，其HLB值为1～5；所述辅乳化剂为十二烷基磺酸钠；主乳化剂和辅乳化剂的质量比例为1:1～3:1。
所述的润湿剂为季铵盐类表面活性剂，具体可选如十二烷基三甲基溴化铵。
所述的油基增粘剂可选自油溶性高分子聚合物；所述油溶性高分子聚合物是由脂肪酸二聚体为原料，经酰胺化反应而成。所述的油基增粘剂具体可选用陕西日新石油化工有限公司生产的RX-701油基钻井液用增粘剂。该产品能明显提高油基钻井液的粘度，通过改善油基钻井液的流变性来提高钻井液的悬浮岩屑能力。
所述的降滤失剂可选自腐植酸酰胺、氧化沥青中的至少一种。
所述的石灰为氧化钙。
油相作为油包水钻井液中的连续相；水相作为油包水钻井液中内相，保证井壁稳定及活度平衡；乳化剂起乳化作用，形成稳定的油包水钻井液；润湿剂起润湿作用，使钻井液中的固相较好的悬浮在油相中；油基增粘剂起提粘和悬浮作用；降滤失剂用于降低钻井液滤失量；石灰用于维持钻井液的pH值。
本发明的低固相矿物油体系采用低毒环保的矿物油为基础油，油水比较低，大大节约了生产成本。所述低固相矿物油体系采用醋酸盐、磷酸盐为内相和加重剂，采用少量的油基增粘剂提粘，可以大大降低钻井液中的固相含量，对油气层具有较好的保护作用，增大油气井产量。
本发明目的之二的一种低固相矿物油体系的制备方法，包括以下步骤：
将包含油相、乳化剂、润湿剂、油基增粘剂、水相、降滤失剂、石灰在内的组分充分混合均匀搅拌，即得到所述低固相矿物油体系。
具体地，可包括以下步骤：
将油相和乳化剂和润湿剂加入到反应器中，高速搅拌20～60分钟；在高速搅拌的情况下加入油基增粘剂，高速搅拌20～60分钟，然后加入水相高速搅拌20～60分钟，使其充分乳化；继续加入降滤失剂高速搅拌20～60分钟，加入石灰高速搅拌20～60分钟，即得到所述低固相矿物油体系。
本发明的效果
本发明使用低毒环保的矿物油为基油，采用钾盐盐水加重，配制油水比60:40～65:35的低固相油包水型钻井液体系。该油基钻井液体系油水比低，固相含量低，粘切较高、携盐能力强、具有流变性好、悬浮稳定性好等特点。该油基钻井液破乳电压达到500V以上，高温高压失水在3mL以内，体系润滑性能较好，并且生物毒性低，具有很好的环保性能。可应用于大斜度定向井、页岩水平井和各种复杂地层井等特殊施工工艺。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
油水比为60:40的低固相矿物油体系的组分配比如下：
油相(5#白油)：240mL；
水相(磷酸钾盐水溶液，浓度为10g/mL)：160mL；
油基增粘剂(RX-701，陕西日新石油化工有限公司)：1.5g/mL；
乳化剂(主乳化剂为油酸和油酸酰胺的混合液，其中用量比例为油酸和油酸酰胺的重量比为1:9，HLB值为5.0，辅乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，主乳化剂与辅乳化剂二者质量比例为1.5:1)：6.0g/mL；
润湿剂(十二烷基三甲基溴化铵)：0.5g/mL；
降滤失剂(腐植酸酰胺)：3g/mL；
石灰(CaO)：1.5g/mL。
按上述组分配比在白油中加入乳化剂和润湿剂，高搅20～60分钟后加入油基增粘剂，高速搅拌20～60分钟，然后加入水相，高速搅拌20～60分钟，使其充分乳化；继续加入降滤失剂高速搅拌20～60分钟，加入石灰高速搅拌20～60分钟；即得到所述低固相矿物油基体系。
性能测试方法：
(1)采用“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”规定的方法与仪器测定钻井液体系的塑性粘度；
(2)采用“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”规定的方法与仪器测定钻井液体系的动切力；
(3)采用“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”规定的方法与仪器测定钻井液体系的破乳电压；
(4)采用“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”规定的方法与仪器测定钻井液体系的API滤失量和高温高压(HTHP)滤失量；高温高压滤失量在钻井液体系老化温度下测定，压力为3.5MPa；
(5)采用“SY/T 6094-1994石油天然气工业钻井液用润滑剂评价程序”规定的方法与仪器测定钻井液体系的润滑系数。
按上述测试方法测试所述低固相矿物油体系的老化前性能。将上述方法配制的所述低固相矿物油体系放入高温老化罐，在100℃、120℃、150℃下滚动16小时，冷却到50℃测试钻井液老化后性能。上述组分配比的油基钻井液性能如表1。
表1油水比为60:40的油基钻井液体系性能
由表1可看出，油水比为60:40的油基钻井液，随着温度的升高，破乳电压呈小幅度降低趋势，但破乳电压在500V以上；高温高压滤失量虽略有增大，但仍比较小，150℃老化后滤失量为2.6mL。这表明体系在150℃以下范围内具有较好的抗温性。低油水比钻井液在不同的老化温度下，润滑系数都在0.085以下，表明该低固相钻井液体系具有较好的润滑效果。
实施例2
油水比为60:40的油基钻井液体系组分配比如下：
油相(7#白油)：240mL；
水相(醋酸钾水溶液，浓度为20g/mL)：160mL；
油基增粘剂(RX-701，陕西日新石油化工有限公司)：2.0g/mL；
乳化剂(同实施例1)：3.5g/mL；
润湿剂(十二烷基三甲基溴化铵)：0.75g/mL；
降滤失剂(腐植酸酰胺)：3g/mL；
石灰(CaO)：2.0g/mL。
制备方法同实施例1，制备得所述低固相矿物油体系。
测试方法同实施例1，测试所述低固相矿物油体系的老化前性能。将上述方法配制的所述低固相矿物油体系放入高温老化罐，在100℃下滚动16小时，冷却到50℃测试钻井液老化后性能。
该组分配比的低固相矿物油体系性能如表2。
实施例3
油水比为65:35的油基体系组分配比如下：
油相(5#白油)：260mL；
水相(醋酸钾水溶液，其浓度为25g/mL)：140mL；
油基增粘剂(RX-701，陕西日新石油化工有限公司)：2.5g/mL；
乳化剂(同实施例1)：3.0g/mL；
润湿剂(十二烷基三甲基溴化铵)：1.0g/mL；
降滤失剂(氧化沥青)：4g/mL；
石灰(CaO)：1.5g/mL。
制备方法同实施例1，制备得所述低固相矿物油体系。
测试方法同实施例1，测试所述低固相矿物油体系的老化前性能。将上述方法配制的所述低固相矿物油体系放入高温老化罐，在100℃下滚动16小时，冷却到50℃测试钻井液老化后性能。
该组分配比的低固相矿物油体系的性能如表2。
表2不同油水比的低固相矿物油体系性能
由表1和2可看出，随着油水比的降低，体系的粘度增加，体系的稳定性降低。对于该低油水比环保型钻井液而言，60/40的油水比例也具有较好的电稳定性，钻井液体系同样具有优良的性能，油水比的下降，大大节省了钻井液基础油的费用。
实施例4生物毒性评价
根据GB/T 18420.2-2009钻井液生物毒性评价方法，室内利用蠕虫实验考察了实施例1～3制备的所述低固相矿物油体系的生物毒性，结果表明所述低固相矿物油体系的LC50为18423mg/L，高于美国石油学会规定的油基钻井液LC50大于10000mg/L即可排放的标准和我国海洋一类海域排放标准(一类海域排放标准为LC50≥15000mg/L)。因此所述低固相矿物油体系具有相对更低的生物毒性，更适于在环境敏感地区施工。
Claims (10)
1.一种低固相矿物油体系，包含油相、水相、乳化剂、润湿剂、油基增粘剂、降滤失剂、石灰，体系配方中油/水体积比为60:40～75:25，优选60:40～65:35，其他组分用量如下(单位：g/mL，所比体积为油水体积加和)：
2.根据权利要求1所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述体系配方中，所述其他组分用量如下：
3.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的油相选自矿物5#白油、3#白油和7#白油中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的水相选自醋酸钾盐溶液、磷酸钾盐溶液中的至少一种；所述醋酸钾盐溶液、磷酸钾盐溶液的质量浓度均为10～25g/mL。
5.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的乳化剂包含主乳化剂和辅乳化剂；所述主乳化剂选自有机酸、有机酸酰胺混合成组成，其HLB值为1～5；所述辅乳化剂为十二烷基磺酸钠；主乳化剂和辅乳化剂的质量比例为1:1～3:1。
6.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的润湿剂为季铵盐类表面活性剂。
7.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的油基增粘剂选自油溶性高分子聚合物；所述油溶性高分子聚合物是由脂肪酸二聚体为原料，经酰胺化反应而成。
8.根据权利要求1或2所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于：
所述的降滤失剂选自腐植酸酰胺、氧化沥青中的至少一种。
9.根据权利要求1～8之任一项所述的一种低固相矿物油体系，其特征在于由包括以下步骤的制备方法制成：
将包含油相、乳化剂、润湿剂、油基增粘剂、水相、降滤失剂、石灰在内的组分充分混合均匀搅拌，即得到所述低固相矿物油体系。
10.根据权利要求1～8之任一项所述的一种低固相矿物油体系的制备方法，包括以下步骤：
将油相、乳化剂和润湿剂混合搅拌，再加入油基增粘剂及水相高速搅拌，使其充分乳化，继续加入降滤失剂和石灰在内的组分搅拌，即得到所述低固相矿物油体系。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011004163A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Emulsion stabilizing agents for drilling and completion fluids |
| WO2013043292A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-stage methods and compositions for desensitizing subterranean formations faces |
| CN104164224A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-11-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种逆乳化钻井液及其制备方法和应用 |
| CN104610944A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 中国石油天然气集团公司 | 一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法 |
| CN105623628A (zh) * | 2014-11-03 | 2016-06-01 | 成都西油华巍科技有限公司 | 一种超高密度油基钻井液及其配制方法 |
-
2017
- 2017-07-25 CN CN201710613329.9A patent/CN109294534A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011004163A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Emulsion stabilizing agents for drilling and completion fluids |
| WO2013043292A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-stage methods and compositions for desensitizing subterranean formations faces |
| CN104164224A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-11-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种逆乳化钻井液及其制备方法和应用 |
| CN105623628A (zh) * | 2014-11-03 | 2016-06-01 | 成都西油华巍科技有限公司 | 一种超高密度油基钻井液及其配制方法 |
| CN104610944A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 中国石油天然气集团公司 | 一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法 |
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