CN110003868A - 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 - Google Patents
超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110003868A CN110003868A CN201910348432.4A CN201910348432A CN110003868A CN 110003868 A CN110003868 A CN 110003868A CN 201910348432 A CN201910348432 A CN 201910348432A CN 110003868 A CN110003868 A CN 110003868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- added
- drilling fluid
- cyclodextrin
- parts
- speed stirred
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
- C09K8/14—Clay-containing compositions
- C09K8/18—Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
- C09K8/22—Synthetic organic compounds
- C09K8/24—Polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
本发明公开了超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法，钻井液包括以下重量分数的组分：水60‑70份、基础油30‑40份、主乳化剂3‑4份、辅乳化剂1‑3份、抗高温增粘剂1‑3份、抗高温降滤失剂2‑3份；还包括pH调节剂和密度调节剂；其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精。本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液领域。更具体地说，本发明涉及超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法。
背景技术
干热岩(HDR)，也称增强型地热系统(EGS)，或称工程型地热系统，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大，绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩，但也可以是中新生代的变质岩，甚至是厚度巨大的块状沉积岩。
钻井液在井底高温条件下，易导致降滤失剂性能减弱，造成钻井液粘度增加或固化，导致井壁不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60-70份、基础油30-40份、主乳化剂3-4份、辅乳化剂1-3份、抗高温增粘剂1-3份、抗高温降滤失剂2-3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9-10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将质量体积比为1:2-3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2-4h，然后用20-30kHz超声波超声1-2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇和催化剂，在80℃下反应30-60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸，之后升温至80℃，继续反应2-3h，接着降温至25-30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20-30min，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石，接着升温至60℃，搅拌40-50min后，加入环糊精，反应30-40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01-0.03:0.05-1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1-1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100-300ppm，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15-20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3-5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10-15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9-10后，搅拌15-20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，环糊精具有外亲水内疏水的特性，蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换量，对金属离子具有吸附性能，聚氨酯分子链上具有大量亲水性基团，使得Na+或Ca+压缩双电层所降低的ξ电位得到补偿，能有效抑制颗粒间相互聚并的趋势。将环糊精与蒙脱石通过化学交联结合，蒙脱石片层均匀分散在聚合物基体中，使得复合材料性能更稳定，将蒙脱石的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的双亲性质、微观相分离性揉合在一起，使该材料在原有聚合物特性的基础上，明显改善了聚合物的物理机械性能、热稳定性能，可以同时高效吸附有机物和金属离子，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物膜，抗温、抗盐性好，具有稳定的流变性能，在260℃下老化16h后室温评价均能显示优异的降滤失效果。
本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，聚氨酯上的疏水链段因疏水缔合作用自组装成纳米级的胶束，使得亲水性链段进入泥饼孔隙，疏水链段形成的纳米级胶束留在孔隙外而起堵孔作用，并形成致密的泥饼，降低了渗透率，提高了泥饼质量而降低了泥浆体系的滤失量。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60份、基础油30份、主乳化剂3份、辅乳化剂1份、抗高温增粘剂1份、抗高温降滤失剂2份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比(蒙脱石的质量和氨基硅烷偶联剂的体积)为1:2g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2h，然后用15kHz超声波超声1h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应30min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应2h，接着降温至25℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌40min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应30min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01:0.05，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100ppm，所述环糊精为α-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9后，搅拌15min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0g/cm3。
实施例2
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水65份、基础油35份、主乳化剂4份、辅乳化剂2份、抗高温增粘剂2份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.1g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比为1:3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌3h，然后用20kHz超声波超声1.5h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应45min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应2.5h，接着降温至27℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化25min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌45min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应35min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.02:0.07，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为200ppm，所述环糊精为β-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌17min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌4min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌12min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌17min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.1g/cm3。
实施例3
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水70份、基础油40份、主乳化剂4份、辅乳化剂3份、抗高温增粘剂3份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比为1:3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌4h，然后用30kHz超声波超声2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应3h，接着降温至30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化30min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌50min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.03:1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.7:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为300ppm，所述环糊精为γ-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.2g/cm3。
对比例1
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60份、基础油30份、主乳化剂3份、辅乳化剂1份、抗高温增粘剂1份、抗高温降滤失剂2份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9后，搅拌15min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0g/cm3。
对比例2
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水65份、基础油35份、主乳化剂4份、辅乳化剂2份、抗高温增粘剂2份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.1g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0 AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌17min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌4min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌12min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌17min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.1g/cm3。
对比例3
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水70份、基础油40份、主乳化剂4份、辅乳化剂3份、抗高温增粘剂3份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0 AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.2g/cm3。
对比例4
与实施例1不同的是，抗高温降滤失剂的重量分数为1.8份，其他均相同。
对比例5
与实施例3不同的是，抗高温降滤失剂的重量分数为3.2份，其他均相同。
试验1
采用XGRL-2型滚子加热炉对实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液进行热滚，测试该钻井液的基本性能。表1为实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液的性能评价结果。
表1实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液的性能评价结果
测试温度：50℃HTHP：3.5MPa*180℃热滚时间：16h
其中，AV：表观粘度；PV：塑性粘度；YP：动切力；YP/PV：动塑比；FLHTHP：高温高压滤失量；ES：破乳电压。
由表1可知，实施例1-3中制备的钻井液经过热滚后流变性能较好，体系中各种材料发挥协同作用明显，动切力较对比例1-3中制备的钻井液高，因而具有独特的流变性特性，可以提供很强的悬浮能力，从而有效地控制密度调节剂的沉降，动塑比都较对比例1-3中制备的钻井液高，因而能够在高剪率下有效地破岩和在低剪率下有效地携带岩屑，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量都较对比例1-3中制备的钻井液低，因而抗高温能力强，破乳电压都较对比例1-3中制备的钻井液高，因而能保证体系的电稳定性。
与实施例1中制备的钻井液相比，对比例4中制备的钻井液中抗高温降滤失剂的用量略减小后，动切力降低，流变性变差，动塑比降低，携带岩屑的能力降低，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量增加较多，抗高温能力变差，破乳电压降低，体系的电稳定性降低，说明抗高温降滤失剂的最小添加量为2份。
与实施例3中制备的钻井液相比，对比例5中制备的钻井液中抗高温降滤失剂的用量略增加后，动切力降低，流变性变差，动塑比降低，携带岩屑的能力降低，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量略增加，抗高温能力略变差，破乳电压降低，体系的电稳定性降低，说明抗高温降滤失剂的最大添加量为3份，这样也能节约成本。
试验2
向实施例2中制备的钻井液中加入污染物后，测试该钻井液热滚后的基本性能。表2为实施例2中制备的钻井液的性能评价结果。
表2实施例2中制备的钻井液的性能评价结果
测试温度：50℃HTHP：3.5MPa*180℃热滚时间：16h
由表2可知，实施例2中制备的钻井液性能稳定，具有很好的抗污染能力，与未污染的体系相比，添加电解质后，体系的粘度、动切力变大，这是因为体系发生了盐侵和钙侵，使得体系中的颗粒絮凝程度增加，当发生盐侵或钙侵的体系经高温热滚后，其粘度、动切力和滤失量均下降，这是因为聚氨酯上的亲水性链段部分水解，使得Na+或Ca+压缩双电层所降低的ξ电位得到补偿，能有效抑制颗粒间相互聚并的趋势。聚氨酯上疏水链段的疏水缔合作用，使得大分子线团存在较多的物理交联点，保护了体系中存在的细微粒，并限制了交联网络中自由水的流动，从而降低了体系的滤失量，聚氨酯上的疏水链段因疏水缔合作用自组装成纳米级的胶束，使得亲水性链段进入泥饼孔隙，疏水链段形成的纳米级胶束留在孔隙外而起堵孔作用，并形成致密的泥饼，降低了渗透率，提高了泥饼质量而降低了泥浆体系的滤失量。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (7)
1.超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，包括以下重量分数的组分：
水60-70份、基础油30-40份、主乳化剂3-4份、辅乳化剂1-3份、抗高温增粘剂1-3份、抗高温降滤失剂2-3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9-10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将质量体积比为1:2-3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2-4h，然后用20-30kHz超声波超声1-2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇和催化剂，在80℃下反应30-60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸，之后升温至80℃，继续反应2-3h，接着降温至25-30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20-30min，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石，接着升温至60℃，搅拌40-50min后，加入环糊精，反应30-40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01-0.03:0.05-1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
2.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1-1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100-300ppm，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
3.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
4.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
5.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
6.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
7.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15-20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3-5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10-15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9-10后，搅拌15-20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910348432.4A CN110003868B (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910348432.4A CN110003868B (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110003868A true CN110003868A (zh) | 2019-07-12 |
| CN110003868B CN110003868B (zh) | 2020-01-17 |
Family
ID=67174634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910348432.4A Active CN110003868B (zh) | 2019-04-28 | 2019-04-28 | 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110003868B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022020A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 北京大德广源石油技术服务有限公司 | 油气井控水压裂增产方法 |
| CN111139044A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-12 | 成都西油华巍科技有限公司 | 油基钻井液用复合乳化剂及抗高温超高密度油基钻井液 |
| CN113278325A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 江苏卫星新材料股份有限公司 | 一种烟用接装纸印刷的植绒油墨及其制备方法 |
| CN114988781A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-02 | 三亚瑞泽再生资源利用有限公司 | 一种增强孔隙特性的再生混凝土材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102199251A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-09-28 | 西南石油大学 | 一种AM/AMPS-Na/MAM共聚物及制备方法 |
| US20120111564A1 (en) * | 2008-01-16 | 2012-05-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and Compositions for Altering the Viscosity of Treatment Fluids Used in Subterranean Operations |
| CN102796495A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种互穿网络型聚合物降滤失剂及其制备方法 |
| EP2917302A1 (en) * | 2012-11-07 | 2015-09-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Water-based drilling fluid with cyclodextrin shale stabilizer |
| CN107236532A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-10-10 | 四川银宇化工科技有限公司 | 一种新型清洁压裂液及其制备方法 |
-
2019
- 2019-04-28 CN CN201910348432.4A patent/CN110003868B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120111564A1 (en) * | 2008-01-16 | 2012-05-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and Compositions for Altering the Viscosity of Treatment Fluids Used in Subterranean Operations |
| CN102199251A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-09-28 | 西南石油大学 | 一种AM/AMPS-Na/MAM共聚物及制备方法 |
| CN102796495A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种互穿网络型聚合物降滤失剂及其制备方法 |
| EP2917302A1 (en) * | 2012-11-07 | 2015-09-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Water-based drilling fluid with cyclodextrin shale stabilizer |
| CN107236532A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-10-10 | 四川银宇化工科技有限公司 | 一种新型清洁压裂液及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈德军等: "钻井液降滤失剂研究述论", 《油田化学》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111022020A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 北京大德广源石油技术服务有限公司 | 油气井控水压裂增产方法 |
| CN111139044A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-12 | 成都西油华巍科技有限公司 | 油基钻井液用复合乳化剂及抗高温超高密度油基钻井液 |
| CN111139044B (zh) * | 2020-01-07 | 2022-10-11 | 成都西油华巍科技有限公司 | 油基钻井液用复合乳化剂及抗高温超高密度油基钻井液 |
| CN113278325A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 江苏卫星新材料股份有限公司 | 一种烟用接装纸印刷的植绒油墨及其制备方法 |
| CN114988781A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-02 | 三亚瑞泽再生资源利用有限公司 | 一种增强孔隙特性的再生混凝土材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110003868B (zh) | 2020-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110003868A (zh) | 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 | |
| US6156808A (en) | Defoaming compositions and methods | |
| EP0128661B1 (en) | Polymer suspensions | |
| CN106085401A (zh) | 一种低渗透油田注水井用降压增注剂及其制备方法与应用 | |
| CN112110442B (zh) | 一种改性氧化石墨烯及其制备方法和应用 | |
| CN111303355B (zh) | 抗高温二氧化硅Janus胶体颗粒封堵剂及其制备方法和应用 | |
| CN113136182B (zh) | 一种抗高温皮克林乳液型钻井液及其制备方法 | |
| CN103525379A (zh) | 一种聚合物纳米二氧化硅抗温耐盐降失水剂及其制备方法 | |
| CN110669489B (zh) | 一种用于稠油冷采低动力解聚乳化降粘剂及其制备方法 | |
| CN101270178B (zh) | 一种水分散疏水阳离子聚合物及制备方法 | |
| CN101210053B (zh) | 双亲性淀粉衍生物微细颗粒及其制备方法 | |
| CN110564384B (zh) | 一种油基钻井液用提粘剂及其制备方法 | |
| CN107998977A (zh) | 一种可控疏水选择性改性高岭石的制备方法及其应用 | |
| CN114621739B (zh) | 一种耐温抗盐超疏水颗粒堵剂及制备方法 | |
| CN104449598B (zh) | 一种油基钻井液用增粘乳化剂及其制备方法 | |
| CN117866603A (zh) | 一种选择性堵水用油基乳化体系的制备方法及应用 | |
| CA1259182A (en) | Drilling fluids | |
| CN114381282B (zh) | 表面活性剂及其制备方法、微乳液封堵剂及其制备方法和水基钻井液 | |
| EP0861120B8 (en) | Oil-free, water-soluble, hydroxyethyl cellulose, liquid, polymer dispersion | |
| CN114716983A (zh) | 一种油基钻井液用复合乳化剂 | |
| CN116083066B (zh) | 二维纳米颗粒的复合驱组合物及二维纳米颗粒的制备方法 | |
| CN114133487A (zh) | 改性纤维素基聚表剂、乳化降粘剂及其制备方法和在稠油降粘中的应用 | |
| CN103992776A (zh) | 钻井用提切型有机土及其制备方法 | |
| EP2586523B1 (en) | Process for producing emulsifier-producing material, process for producing emulsifier, emulsifier for orally administered composition, and orally administered composition | |
| CN116875124B (zh) | 一种基于气凝胶纳米颗粒的隔热涂料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |