CN110872498A - 一种生物质合成基钻井液及其制备方法 - Google Patents

一种生物质合成基钻井液及其制备方法 Download PDF

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CN110872498A CN201811003006.9A CN201811003006A CN110872498A CN 110872498 A CN110872498 A CN 110872498A CN 201811003006 A CN201811003006 A CN 201811003006A CN 110872498 A CN110872498 A CN 110872498A
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Abstract

本发明提供了一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；式(I)中，n＝15或17；以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：有机土2g～6g；乳化剂2g～5g；润湿剂2g～4g；降滤失剂2g～5g；流型调节剂0.2g～1g；封堵剂1g～3g；氧化钙2g～5g；重晶石100g～330g。与现有技术相比，本发明提供的生物质合成基钻井液采用特定含量组分，各组分之间具有较好的相互作用，使产品具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，并且环保性优良，生物降解性好，适用范围广。

Description

一种生物质合成基钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井合成基钻井液技术领域，更具体地说，是涉及一种生物质合成基钻井液及其制备方法。
背景技术
随着非常规油气资源不断开采，由于油基钻井液具有良好的热稳定性、抗污染能力和润滑性等特点被广泛运用。但由于油基钻井液存在钻后治理困难，污染问题严重等问题，在环境敏感地区的使用和推广受到限制。
合成基钻井液不仅具有油基钻井液的特点，还具有一定的环保性。目前所使用的合成基液主要是α-烯烃、线性石蜡等合成材料。但是，上述种类的合成基钻井液在使用过程中存在体系的粘度和切力受温度影响较大，配制的钻井液密度较低等问题，同时上述种类的合成基钻井液还存在一定的生物毒性，生物降解性差等问题，限制了其推广使用。
随着环保政策的日趋严格，环保型合成基钻井液越来越受到各方关注，逐渐成为钻井液的主要研究方向。因此，开发一种具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，环保性优良以及生物降解性好的合成基钻井液，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质合成基钻井液及其制备方法，本发明提供的生物质合成基钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，并且环保性优良，生物降解性好。
本发明提供了一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000021
式(I)中，n＝15或17；
以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：
有机土2g～6g；
乳化剂2g～5g；
润湿剂2g～4g；
降滤失剂2g～5g；
流型调节剂0.2g～1g；
封堵剂1g～3g；
氧化钙2g～5g；
重晶石100g～330g。
优选的，所述有机土由钠膨润土经过烷基季铵盐改性制备得到；所述烷基季铵盐的碳原子数为12～30。
优选的，所述主乳化剂选自粉状乳化剂PEMUL、脂肪酸山梨醇类乳化剂、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
优选的，所述降滤失剂选自氧化沥青、磺化沥青和改性腐殖酸中的一种或多种。
优选的，所述流型调节剂选自改性树脂和/或改性橡胶。
优选的，所述封堵剂由超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配而成；所述超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配的质量比为1：1：0.5。
优选的，所述基础液还包括：
体积份数大于0小于等于20％的氯化钙水溶液；
所述氯化钙水溶液的质量浓度为15％～25％。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的生物质合成基钻井液的制备方法，包括以下步骤：
a)将基础液依次与有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、流型调节剂、氧化钙、封堵剂和重晶石进行混合，老化后得到生物质合成基钻井液；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000031
式(I)中，n＝15或17。
优选的，步骤a)中所述混合的方式为高速搅拌；所述高速搅拌的转速为10000r/min～11000r/min。
优选的，步骤a)中所述老化的温度为120℃～150℃，时间为10h～20h。
本发明提供了一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；式(I)中，n＝15或17；以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：有机土2g～6g；乳化剂2g～5g；润湿剂2g～4g；降滤失剂2g～5g；流型调节剂0.2g～1g；封堵剂1g～3g；氧化钙2g～5g；重晶石100g～330g。与现有技术相比，本发明提供的生物质合成基钻井液采用特定含量组分，各组分之间具有较好的相互作用，使产品具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，并且环保性优良，生物降解性好，适用范围广。实验结果表明，本发明提供的生物质合成基钻井液在温度为120℃～150℃，密度为1.4g/cm3～2.3g/cm3的范围内，具有良好的流变性能、悬浮稳定性能和滤失量控制能力，同时粘度受温度影响较小，可满足现场需求；并且EC50值＞30000mg/L，可生化性BOD/COD＞0.52。
另外，本发明提供的制备方法简单、条件温和、易操作，所用原料绿色环保，具有广阔熔点应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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。
本发明提供了一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000041
式(I)中，n＝15或17；
以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：
有机土2g～6g；
乳化剂2g～5g；
润湿剂2g～4g；
降滤失剂2g～5g；
流型调节剂0.2g～1g；
封堵剂1g～3g；
氧化钙2g～5g；
重晶石100g～330g。
在本发明中，所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000042
式(I)中，n＝15或17。在本发明优选的实施例中，所述n＝15，该生物质基液为十六醇叔丁醚；在本发明另一个优选的实施例中，所述n＝17，该生物质基液为十八醇叔丁醚。本发明采用上述生物质基液，其结构中含有支链，与直链结构不同，本发明采用的生物质基液更有利于乳化剂、润湿剂、流型调节剂等在基液分子上吸附成膜，有利于固相的分散；同时由于叔丁基空间位阻较大，使得分子链相对更为伸展，刚性较强，宏观上表现为基液粘度较大，抗温性能优良。本发明对所述十六醇叔丁醚和十八醇叔丁醚的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，所述十六醇叔丁醚和十八醇叔丁醚均属于植物醇烷基醚类，是生物质醇醚类有机化合物，不属于矿物油；该化合物是一类绿色无毒的物质，其本身以及分解后的产物对人体和环境无刺激作用，具备良好的生态安全性。
在本发明中，所述基础液是钻井液中的连续相，也是钻井液的主要成分，是其它处理剂的载体。在本发明中，所述基础液优选还包括：
体积份数大于0小于等于20％的氯化钙水溶液。本发明对所述氯化钙水溶液的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，所述氯化钙水溶液的质量浓度优选为15％～25％，更优选为20％～25％，更更优选为20％。在本发明优选的实施例中，所述基础液由十六醇叔丁醚和CaCl2水溶液组成，所述十六醇叔丁醚和CaCl2水溶液的体积比为95％：5％、90％：10％、85％：15％或80％：20％。
在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：
有机土2g～6g；
乳化剂2g～5g；
润湿剂2g～4g；
降滤失剂2g～5g；
流型调节剂0.2g～1g；
封堵剂1g～3g；
氧化钙2g～5g；
重晶石100g～330g。
在本发明中，所述有机土优选由钠膨润土经过烷基季铵盐改性制备得到。在本发明中，所述烷基季铵盐为长链烷基季铵盐，其碳原子的个数优选为12～30，更优选为18～25，最优选为20～22。在本发明优选的实施例中，所述有机土为市售的钻井液用有机土HFGEL-140。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括2g～6g的有机土，优选为2g～5g，更优选为3g。
在本发明中，所述乳化剂的主要作用是亲水基吸附在固相颗粒表面，亲油基伸入基液中，多个乳化剂分子在固相颗粒上有序排列形成具有一定机械强度的膜，使得固相颗粒在基液中适度分散。在本发明中，所述乳化剂优选选自粉状乳化剂PEMUL、脂肪酸山梨醇类乳化剂、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种，更优选为粉状乳化剂PEMUL。本发明对所述乳化剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括2g～5g的乳化剂，优选为3g～5g，更优选为5g。
本发明对所述润湿剂的种类和来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于制备合成基钻井液的润湿剂即可。在本发明优选的实施例中，所述润湿剂为市售的脂肪酸衍生物。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括2g～4g的润湿剂，优选为2g～3g，更优选为3g。
在本发明中，所述降滤失剂优选选自氧化沥青、磺化沥青和改性腐殖酸中的一种或多种，更优选为改性腐殖酸。本发明对所述降滤失剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括2g～5g的降滤失剂，优选为3g～4g，更优选为4g。
在本发明中，所述流型调节剂的主要作用是微观上流型调节剂分子可辅助有机土颗粒空间网架结构的形成，宏观上可调节钻井液的粘度和切力，使其满足室内试验和现场施工要求。在本发明中，所述流型调节剂优选选自改性树脂和/或改性橡胶，更优选为改性树脂。本发明对所述流型调节剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括0.2g～1g的流型调节剂，优选为0.2g～0.5g，更优选为0.25g。
在本发明中，所述封堵剂优选由超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配而成；所述超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配的质量比为1：1：0.5。本发明对所述封堵剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括1g～3g的封堵剂，优选为2g～3g，更优选为3g。
本发明对所述氧化钙的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括2g～5g的封堵剂，优选为3g～5g，更优选为3g。
在本发明中，所述重晶石主要起到调整钻井液密度的作用。本发明对所述重晶石的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述重晶石的密度优选为4g/cm3～5g/cm3，更优选为4.3g/cm3。在本发明中，以每100mL基础液计，所述处理剂包括100g～330g的重晶石，可以配制出密度在1.4g/cm3～2.3g/cm3的生物质合成基钻井液。
本发明提供的生物质合成基钻井液采用特定含量组分，各组分之间具有较好的相互作用，使产品具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，并且环保性优良，生物降解性好，适用范围广。实验结果表明，采用本发明提供的生物质合成基钻井液，在密度为1.4g/cm3～2.3g/cm3、120℃～150℃的条件下恒温滚动16h，取出后在60℃的环境下进行测试，在流变性能、悬浮稳定性、降滤失性、生物毒性等指标方面都有很好的效果。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的生物质合成基钻井液的制备方法，包括以下步骤：
a)将基础液依次与有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、流型调节剂、氧化钙、封堵剂和重晶石进行混合，老化后得到生物质合成基钻井液；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000071
式(I)中，n＝15或17。
本发明将基础液依次与有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、流型调节剂、氧化钙、封堵剂和重晶石进行混合，老化后得到生物质合成基钻井液。在本发明中，所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure BDA0001783400100000072
式(I)中，n＝15或17。在本发明优选的实施例中，所述n＝15，该生物质基液为十六醇叔丁醚；在本发明另一个优选的实施例中，所述n＝17，该生物质基液为十八醇叔丁醚。本发明采用上述生物质基液，其结构中含有支链，与直链结构不同，本发明采用的生物质基液更有利于乳化剂、润湿剂、流型调节剂等在基液分子上吸附成膜，有利于固相的分散；同时由于叔丁基空间位阻较大，使得分子链相对更为伸展，刚性较强，宏观上表现为基液粘度较大，抗温性能优良。本发明对所述十六醇叔丁醚和十八醇叔丁醚的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，所述十六醇叔丁醚和十八醇叔丁醚均属于植物醇烷基醚类，是生物质醇醚类有机化合物，不属于矿物油；该化合物是一类绿色无毒的物质，其本身以及分解后的产物对人体和环境无刺激作用，具备良好的生态安全性。
在本发明中，所述基础液是钻井液中的连续相，也是钻井液的主要成分，是其它处理剂的载体。在本发明中，所述基础液优选还包括：
体积份数大于0小于等于20％的氯化钙水溶液。本发明对所述氯化钙水溶液的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，所述氯化钙水溶液的质量浓度优选为15％～25％，更优选为20％～25％，更更优选为20％。在本发明优选的实施例中，所述基础液由十六醇叔丁醚和CaCl2水溶液组成，所述十六醇叔丁醚和CaCl2水溶液的体积比为95％：5％、90％：10％、85％：15％或80％：20％。
在本发明中，所述有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、流型调节剂、氧化钙、封堵剂和重晶石与上述技术方案所述的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述混合的方式优选为高速搅拌；本发明对所述高速搅拌的容器没有特殊限制，采用钻井液变频双轴高速搅拌器专用盛液杯即可。在本发明中，所述高速搅拌的转速优选为10000r/min～11000r/min，更优选为10000r/min；所述高速搅拌的温度优选为室温，本发明对此没有特殊限制。
在本发明中，所述混合的过程优选具体为：
在所述基础液中加入有机土高速搅拌2～5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5～10min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2～5min，再加入氧化钙高速搅拌2～5min，之后加入封堵剂高速搅拌2～5min，最后加入重晶石高速搅拌10～20min，得到原料混合物；
更优选为：
在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物。
在本发明中，所述老化的温度优选为120℃～150℃；所述老化的时间优选为10h～20h，更优选为15h～18h，更更优选为16h。
本发明提供的生物质合成基钻井液的制备方法简单、条件温和、易操作，所用原料绿色环保，具有广阔熔点应用前景。
本发明提供了一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；式(I)中，n＝15或17；以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：有机土2g～6g；乳化剂2g～5g；润湿剂2g～4g；降滤失剂2g～5g；流型调节剂0.2g～1g；封堵剂1g～3g；氧化钙2g～5g；重晶石100g～330g。与现有技术相比，本发明提供的生物质合成基钻井液采用特定含量组分，各组分之间具有较好的相互作用，使产品具有良好的流变性、悬浮稳定性、粘温性和滤失量控制能力，并且环保性优良，生物降解性好，适用范围广。实验结果表明，本发明提供的生物质合成基钻井液在温度为120℃～150℃，密度为1.4g/cm3～2.3g/cm3的范围内，具有良好的流变性能、悬浮稳定性能和滤失量控制能力，同时粘度受温度影响较小，可满足现场需求；并且EC50值＞30000mg/L，可生化性BOD/COD＞0.52。
另外，本发明提供的制备方法简单、条件温和、易操作，所用原料绿色环保，具有广阔熔点应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的原料均为市售商品；其中，所用的十六醇叔丁醚和十八醇叔丁醚由中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院提供；所用的有机土为钻井液用有机土HFGEL-140，由浙江丰虹新材料股份有限公司购得；所用的乳化剂为粉状乳化剂PEMUL，由中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院提供；所用的润湿剂为脂肪酸衍生物，由天津市东起科技有限公司购得；所用的降滤失剂为改性腐殖酸，由山东创新腐植酸科技股份有限公司购得；所用的流型调节剂为改性树脂，由重庆威能助剂有限公司购得；所用的封堵剂为超细碳酸钙、纳米碳酸钙、海泡石绒三种原料按质量比1：1：0.5复配而成，由河北佰斯特科技有限公司购得；所用的重晶石密度为4.3g/cm3，由宣汉县龙泽化建有限公司购得。
实施例1
(1)原料配比：以十六醇叔丁醚为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土5g，乳化剂4g，润湿剂2g，降滤失剂4g，流型调节剂0.25g，封堵剂2g，氧化钙3g，重晶石100g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中120℃下老化16h，得到密度为1.4g/cm3的生物质合成基钻井液。
实施例2
(1)原料配比：以十六醇叔丁醚(体积份数为95％)和质量浓度为20％的CaCl2水溶液(体积份数为5％)为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土4g，乳化剂3g，润湿剂2g，降滤失剂3g，流型调节剂0.5g，封堵剂2g，氧化钙3g，重晶石130g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中130℃下老化16h，得到密度为1.6g/cm3的生物质合成基钻井液。
实施例3
(1)原料配比：以十八醇叔丁醚(体积份数为90％)和质量浓度为20％的CaCl2水溶液(体积份数为10％)为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土2g，乳化剂3g，润湿剂3g，降滤失剂4g，流型调节剂0.75g，封堵剂3g，氧化钙4g，重晶石200g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中140℃下老化16h，得到密度为1.9g/cm3的生物质合成基钻井液。
实施例4
(1)原料配比：以十八醇叔丁醚(体积份数为85％)和质量浓度为20％的CaCl2水溶液(体积份数为15％)为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土2g，乳化剂4g，润湿剂3g，降滤失剂3g，流型调节剂0.45g，封堵剂2g，氧化钙5g，重晶石330g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中150℃下老化16h，得到密度为2.3g/cm3的生物质合成基钻井液。
实施例5
(1)原料配比：以十八醇叔丁醚(体积份数为80％)和质量浓度为20％的CaCl2水溶液(体积份数为20％)为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土3g，乳化剂5g，润湿剂3g，降滤失剂4g，流型调节剂0.25g，封堵剂3g，氧化钙3g，重晶石260g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中135℃下老化16h，得到密度为2.1g/cm3的生物质合成基钻井液。
实施例6
(1)原料配比：以十六醇叔丁醚(体积份数为80％)和质量浓度为20％的CaCl2水溶液(体积份数为20％)为基础液，以每100mL基础液计，处理剂包括以下组分：有机土3g，乳化剂5g，润湿剂3g，降滤失剂4g，流型调节剂0.25g，封堵剂3g，氧化钙3g，重晶石230g。
(2)制备方法：在所述基础液中加入有机土高速搅拌5min，再加入乳化剂和润湿剂高速搅拌5min，然后加入降滤失剂和流型调节剂高速搅拌2min，再加入氧化钙高速搅拌2min，之后加入封堵剂高速搅拌2min，最后加入重晶石高速搅拌20min，得到原料混合物；将所述原料混合物装入老化罐中145℃下老化16h，得到密度为2.0g/cm3的生物质合成基钻井液。
对比例1
按照实施例6提供的原料配比及制备方法，得到密度为2.0g/cm3的生物质合成基钻井液；区别在于：采用十六醇正丁基醚代替十六醇叔丁醚。
对比例2
按照实施例5提供的原料配比及制备方法，得到密度为2.1g/cm3的生物质合成基钻井液；区别在于：采用十八醇正丁基醚代替十八醇叔丁醚。
按照国家标准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》的方法，对实施例1～6及对比例1～2制备得到的生物质合成基钻井液的各项性能进行测试，具体为：
实施例1的高温高压滤失量和静置48h测定温度为120℃，实施例2的高温高压滤失量和静置48h测定温度为130℃，实施例3的高温高压滤失量和静置48h测定温度为140℃，实施例4的高温高压滤失量和静置48h测定温度为150℃，实施例5及对比例2的高温高压滤失量和静置48h测定温度为135℃，实施例6及对比例1的高温高压滤失量和静置48h测定温度为145℃。测定结果参见表1所示。
表1实施例1～6及对比例1～2制备得到的生物质合成基钻井液的各项性能数据
Figure BDA0001783400100000121
其中，AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，Q10s/Q10min为初终切，ES为破乳电压，HTHP为高温高压滤失量，FL为API滤失量。
由表1可知，本发明实施例1～6提供的生物质合成基钻井液，在温度为120℃～150℃，密度为1.4g/cm3～2.3g/cm3的范围内，具有良好的流变性能、悬浮稳定性能和滤失量控制能力，同时粘度受温度影响较小，可满足现场需求。并且，通过实施例5～6和对比例1～2的数据对比可以看出，本发明中采用特定的结构的生物质基液，有利于乳化剂、润湿剂、流型调节剂等在基液分子上吸附成膜，有利于固相的分散；同时由于叔丁基空间位阻较大，使得分子链相对更为伸展，刚性较强，宏观上表现为基液粘度较大，抗温性能优良。
采用卫生部《消毒技术规范》(2002年版)中急性经口毒性方法，检测本发明实施例1～6提供的生物质合成基钻井液的生物毒性，EC50值＞30000mg/L，可生化性BOD/COD＞0.52。结果表明，本发明提供的生物质合成基钻井液无毒、绿色环保。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生物质合成基钻井液，包括基础液和处理剂；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure FDA0001783400090000011
式(I)中，n＝15或17；
以每100mL基础液计，所述处理剂包括以下组分：
有机土2g～6g；
乳化剂2g～5g；
润湿剂2g～4g；
降滤失剂2g～5g；
流型调节剂0.2g～1g；
封堵剂1g～3g；
氧化钙2g～5g；
重晶石100g～330g。
2.根据权利要求1所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述有机土由钠膨润土经过烷基季铵盐改性制备得到；所述烷基季铵盐的碳原子数为12～30。
3.根据权利要求1所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述主乳化剂选自粉状乳化剂PEMUL、脂肪酸山梨醇类乳化剂、脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述降滤失剂选自氧化沥青、磺化沥青和改性腐殖酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述流型调节剂选自改性树脂和/或改性橡胶。
6.根据权利要求1所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述封堵剂由超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配而成；所述超细碳酸钙、纳米碳酸钙和海泡石绒复配的质量比为1：1：0.5。
7.根据权利要求1～6任一项所述的生物质合成基钻井液，其特征在于，所述基础液还包括：
体积份数大于0小于等于20％的氯化钙水溶液；
所述氯化钙水溶液的质量浓度为15％～25％。
8.一种权利要求1～6任一项所述的生物质合成基钻井液的制备方法，包括以下步骤：
a)将基础液依次与有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、流型调节剂、氧化钙、封堵剂和重晶石进行混合，老化后得到生物质合成基钻井液；
所述基础液包括具有式(I)所示结构的生物质基液；
Figure FDA0001783400090000021
式(I)中，n＝15或17。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合的方式为高速搅拌；所述高速搅拌的转速为10000r/min～11000r/min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述老化的温度为120℃～150℃，时间为10h～20h。
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