CN112592701A - 一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液及其制备方法和应用,以氯代脂肪酸酯为基础油,再添加一定配比的无机盐水溶液、复合乳化剂、复合降粘剂和其他添加剂,制得油基钻井液,不仅无毒无害,可生物降解,环保安全,而且不含芳烃因而对橡胶部件腐蚀较小,也不干扰油气荧光录井,润滑性能较好,不可燃烧,密度高,可以降低乳化剂和加重剂的用量,并且氯代脂肪酸酯自身成本低,显著降低了油基钻井液的成本,可广泛应用于钻探高温深井、大斜度定向井、水平井和各种高难度、复杂地层等钻井作业中。

Description

一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油基钻井液技术领域,更具体地,涉及一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液及其制备方法和应用。
背景技术
油基钻井液具有抗高温、抗盐侵、润滑性好、有利于井壁稳定性和对油气层损害程度低等优点,目前在钻探高温深井、大斜度定向井、水平井和各种高难度、复杂地层有重要应用。
目前油基钻井液的基础油主要为矿物油或合成油,矿物油为柴油或白油,合成油为酯类、烯烃类等,但这些基础油存在有毒、难以生物降解、环保性较差、成本较高等问题,矿物油闪点较低易燃烧,使用安全性差。
由植物油脂、动物油脂、餐厨废弃油脂等生物油脂与低碳醇进行酯交换反应制得的脂肪酸酯及其加氢产物即为生物柴油。目前在油气开采领域,为解决传统矿物油导致油基钻井液环保性较差的问题,已有部分文献将无毒、可降解的生物柴油作为环保型油基钻井液的基础油,并表现出良好的应用性能。如专利 CN102504772B、CN103305196A、CN103320104B公开了油基钻井液及其制备方法,其中基础油为生物柴油;专利CN106634895B公开了一种生物合成基础油、页岩气钻井用生物合成基环保钻井液及其制备方法,其基础油为聚脂肪酸甲酯 (生物合成基础油)。程东等在论文《生物柴油基钻井液体系的室内研究》(见《辽宁化工》,2019(48):1),杨洁等在论文《生物柴油钻井液的研究》(见《钻井液与完井液》,2013(30):6)中也研究了生物柴油作为油基钻井液的可行性。尽管生物柴油替代传统矿物油有助于解决油基钻井液环保性较差的问题,但其成本相比矿物油并无优势,其性能也未得到明显提高,因此尚未得到广泛应用。如中国专利 CN103305196A公开了一种生物柴油基钻井液,以生物柴油作为基础油,加入其他组分制得,虽然环保性较好,但成本仍然较高,还存在密度不够高、基础油易燃、润滑性能不好的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有利用生物柴油作为基础油的油基钻井液还存在密度不够高、基础油易燃、润滑性能不好的缺陷和不足。提供一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,不仅安全环保,而且密度高、不可燃烧、润滑性能好。
本发明的另一目的是提供一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法。
本发明的又一目的是提供一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,包括基液和添加剂,所述基液包括按照体积份计算的氯代脂肪酸酯60~90份和无机盐水溶液15~40份;其中氯代脂肪酸酯的氯元素的质量含量为5%~40%;所述添加剂按体积重量比加入,添加剂包括复合乳化剂0.5~3%、复合降粘剂2~8%。
将生物柴油进一步进行氯化反应可制得氯代脂肪酸酯,氯代脂肪酸酯无毒无害,可生物降解,环保安全,由于不含芳烃因而对橡胶部件腐蚀较小,也不干扰油气荧光录井。氯代脂肪酸酯在较高压力下可在金属表面形成牢固的氯化金属膜从而降低摩擦系数,因此其润滑性能高于矿物油和生物柴油,用作油基钻井液的基油,可减少钻井过程中岩屑在钻柱表面的粘附,防止卡钻事故并显著提高钻井速度。氯代脂肪酸甲酯闪点高于200℃,不可燃烧且具有自熄性,是常见的卤系阻燃剂,用于油基钻井液时可避免矿物油的不安全性。氯代脂肪酸酯粘度低于氯化石蜡,略高于脂肪酸酯,通过加入复合降粘剂可进一步降低塑性粘度,提高油基钻井液的流变性。氯代脂肪酸酯可通过调节产品的含氯量在0.90~1.20范围内改变其比重,减少油基钻井液加重剂的固相含量,制得的油基钻井液密度高。氯代脂肪酸酯由于含有大量酯基和取代氯等极性基团,自身具有一定的乳化能力,可降低乳化剂的用量,进而降低其成本。氯代脂肪酸酯原料为天然油脂,来源广泛价格低廉,氯化反应可进一步降低其成本。
优选地,所述基液包括按照体积份计算的氯代脂肪酸酯65~85份和无机盐水溶液15~35份。
优选地,所述氯代脂肪酸酯的氯元素的质量含量为15%~30%。
优选地,氯代脂肪酸酯为脂肪酸酯通过氯化反应制得。
优选地,所述脂肪酸酯为生物柴油、脂肪族羧酸酯、环氧脂肪酸酯中的一种或多种或其加氢反应产物。
更优选地,所述脂肪酸酯为生物柴油。
进一步优选地,所述脂肪酸为植物油脂、动物油脂、餐厨废弃油脂中的一种或几种制得的生物油脂。
优选地,所述氯代脂肪酸酯为氯代脂肪酸甲酯和/或氯代脂肪酸乙酯。
优选地,所述无机盐水溶液(盐水)的质量浓度为15%~35%。
优选地,所述无机盐水溶液为氯化钙或氯化钠水溶液。
优选地,所述添加剂还包括降滤失剂、有机土、碱度调节剂、加重剂。
优选地,所述添加剂包括按体积重量比加入的降滤失剂2~4%。
优选地,所述添加剂包括按体积重量比加入的有机土0.5~3%。
优选地,所述添加剂包括按体积重量比加入的碱度调节剂0.5~3%。
优选地,加重剂根据需要改变加量,调节钻井液密度为1.2~2.5g/cm3
优选地,所述复合乳化剂HLB值为2~6。
优选地,所述复合乳化剂为聚氧乙烯烷基酰胺类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯烷基胺类非离子型表面活性剂、纳米材料中的一种或几种。复合乳化剂可在较低的乳化剂用量下形成稳定的油包水乳液,其中复合乳液中的纳米二氧化硅有助于形成Pickering乳液可显著提高乳液的高温稳定性,并降低钻井液滤失量。
更优选地,所述复合乳化剂为质量比为1:1:0.5:0.1~1:2:1:0.5的聚氧乙烯烷基酰胺类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯烷基胺类非离子型表面活性剂、纳米材料。
本发明所述聚氧乙烯烷基酰胺类非离子型表面活性剂包括但不限于聚氧乙烯十二酰胺、聚氧乙烯十六酰胺、聚氧乙烯十八酰胺中的一种或几种。
本发明所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类非离子型表面活性剂包括但不限于Tween20、Tween40、Tween60、Tween80中一种或几种。
本发明所述聚氧乙烯烷基胺类非离子型表面活性剂包括但不限于聚氧乙烯十二胺、聚氧乙烯十六胺、聚氧乙烯十八胺中一种或几种。
本发明所述纳米材料包括但不限于疏水性纳米二氧化硅,粒径为10~100nm。
本发明所述降滤失剂包括但不限于氧化沥青粉、磺化沥青粉、有机褐煤粉、橡胶粉、腐殖酸酰胺及其混合物中的一种或几种。
优选地,所述降滤失剂为氧化沥青粉与腐殖酸酰胺按1:1~3:1质量比组成的混合物。
优选地,所述复合降粘剂为油溶性降粘剂与短链脂肪酸酯的混合物。
优选地,所述油溶性降粘剂为含有极性基团的低分子量油溶性聚合物。
更优选地,所述油溶性降粘剂为乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯马来酸酐共聚物中的一种或多种。
优选地,所述短链脂肪酸酯为低分子量的饱和脂肪酸单酯。
更优选地,所述短链脂肪酸酯为乙酸、丙酸、丁酸中一种与甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇中的一种或几种的酯化产物。
本发明所述有机土包括但不限于季铵盐类阳离子表面活性剂进行改性的膨润土。
本发明所述碱度调节剂包括但不限于氧化钙、氢氧化钙、氧化镁中的一种或几种。
本发明所述加重剂包括但不限于石灰石、重晶石、赤铁矿中的一种或几种。
本发明保护上述油基钻井液的制备方法,包括如下步骤:
将氯代脂肪酸酯、复合降粘剂、复合乳化剂混合均匀制得油相溶液,加入无机盐水溶液后混合均匀制得钻井液基液,再加入所需降滤失剂、有机土、碱度调节剂、加重剂后混合均匀制得油基钻井液。
本发明还保护上述油基钻井液在钻探作业中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供了一种油基钻井液,以氯代脂肪酸酯为基础油,再添加一定配比的无机盐水溶液作为基液,然后加入复合乳化剂、复合降粘剂和其他添加剂,制得油基钻井液,无毒无害,可生物降解,不含芳烃因而对橡胶部件腐蚀较小,也不干扰油气荧光录井,环保安全,润滑性能较好,不可燃烧,密度高,抗污染能力好,可以降低乳化剂和加重剂的用量,并且氯代脂肪酸酯成本低,油基钻井液的成本显著降低,可广泛应用于钻探高温深井、大斜度定向井、水平井和各种高难度、复杂地层等各种钻井作业中。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明,本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例和对比例中所用原料说明:
氯代脂肪酸甲酯:以生物柴油为原料,氯含量22%,由广州江盐化工有限公司生产;牌号:氯代脂肪酸甲酯;
降滤失剂(牌号:HFLO):购买于四川泓华油气田工程科技有限公司;
重晶石粉(II级):购买于四川泓华油气田工程科技有限公司;
复合降粘剂(牌号:JNB-1):乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2,由广州江盐化工有限公司生产;
复合乳化剂(牌号:EMB-1):聚氧乙烯十二酰胺:Tween60:聚氧乙烯十八胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.2,由广州江盐化工有限公司生产;
有机土(牌号:HFGEL-120):购买于浙江丰虹新材料股份有限公司;
其余原料:购买于国药集团化学试剂有限公司。
实施例1
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比80:20 配制,添加剂按体积重量比加入,其中添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2),1.5%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80:聚氧乙烯十六胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.2),1%有机土,2.5%降滤失剂(氧化沥青:腐殖酸酰胺=1:2),2%碱度调节剂(氧化钙)。
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法,包括如下步骤:
在高速搅拌条件下,在氯代脂肪酸甲酯中加入复合降粘剂搅拌30min,随后加入复合乳化剂使其充分溶解,配制得到油相溶液;在高速搅拌条件下,将氯化钙溶液缓慢加入油相体系中,继续搅拌30min混合均匀;在高速搅拌条件下,依次将有机土、降滤失剂、碱度调节剂、加重剂加入乳液中,每种添加剂加入后均需搅拌30min方可加入下一种添加剂,配制好的钻井液密闭静置24h方可进行性能测定;所用搅拌器为GJ-3S数显高速搅拌机及配套不锈钢高搅杯,所述高速搅拌的转速为8000~10000r/min,搅拌时间为30min以上,以保证物料混合均匀,制得基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液。
实施例2
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比85:15 配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯丙烯酸酯共聚物:丁酸乙酯=1:4),1.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80:聚氧乙烯十八胺:20nm疏水二氧化硅=1:2:1:0.4),1.5%有机土,3.0%降滤失剂(磺化沥青: 腐殖酸酰胺=2:1),2.0%碱度调节剂(氧化钙)。
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,具体配方为:按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(20%氯化钙溶液)体积比70:30配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:乙酸乙酯=1:5),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十六酰胺、:Tween60:聚氧乙烯十六胺:100nm疏水二氧化硅=1:2:0.5:0.4),2.5%有机土, 3.0%降滤失剂(氧化沥青:腐殖酸酰胺=1:1),1.5%碱度调节剂(氢氧化钙)。
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比 80:20配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:2%复合降粘剂(乙烯丙烯酸酯马来酸酐共聚物:丙酸丁酯=1:4),1.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十六酰胺、:Tween60:聚氧乙烯十六胺:100nm疏水二氧化硅=1:2:0.5:0.4),2.5%有机土, 2.0%降滤失剂(氧化沥青:有机褐煤=2:1),2.0%碱度调节剂(氧化钙)。
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比 75:25配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:2%复合降粘剂(乙烯丙烯酸酯共聚物:丁酸丁酯=1:4),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十六酰胺、:Tween60:聚氧乙烯十六胺:100nm疏水二氧化硅=1:2:0.5:0.4),2.5%有机土,4.0%降滤失剂 (氧化沥青:有机褐煤=1:1),2.0%碱度调节剂(氧化钙)。
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比 80:20配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80:聚氧乙烯十六胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.4),2.5%有机土,3.0%降滤失剂(氧化沥青:腐殖酸酰胺=1:2),2.0%碱度调节剂(氧化钙),重晶石加重至1.5g/cm3
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比 80:20配制,添加剂按体积重量比加入,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80:聚氧乙烯十六胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.4),2.5%有机土,3.0%降滤失剂(氧化沥青:腐殖酸酰胺=1:2),2.0%碱度调节剂(氧化钙),重晶石加重至2.2g/cm3
上述基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例的油基钻井液的组分及其制备方法与实施例1相同,区别在于,将基油替换为生物柴油,去除复合降粘剂。
对比例2
本对比例的油基钻井液的组分及其制备方法与实施例1相同,区别在于,将基油替换为5#白油,去除复合降粘剂。
对比例3
本对比例的油基钻井液在实施例1的基础上,改变添加剂用量,并加入淡水模拟水浸污染而成,具体配方为:按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比80:20配制,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80: 聚氧乙烯十六胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.4),2.5%有机土,3.0%降滤失剂(氧化沥青:腐殖酸酰胺=1:2),2.0%碱度调节剂(氧化钙),配制完成后加入10%淡水并搅拌混匀。油基钻井液制备同实施例1。
对比例4
本对比例的油基钻井液是在实施例1的基础上,加入石膏模拟钙浸污染而成,具体配方为:按基液总量400mL,基油(氯代脂肪酸甲酯):盐水(25%氯化钙溶液)体积比80:20配制,添加剂为:3%复合降粘剂(乙烯醋酸乙烯酯共聚物:丙酸丁酯=1:2),2.0%复合乳化剂(聚氧乙烯十二酰胺:Tween80:聚氧乙烯十六胺:50nm疏水二氧化硅=1:1:1:0.4),2.5%有机土,3.0%降滤失剂(氧化沥青: 腐殖酸酰胺=1:2),2.0%碱度调节剂(氧化钙),配制完成后加入5%石膏并搅拌混匀。油基钻井液制备同实施例1。
性能测试
1、测试方法
参照国家标准GB16783.2-2012“石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液”,以及石油天然气行业标准SY/T 6094-94“钻井液用润滑剂评价程序”所述程序对油基钻井液性能进行测定,测定仪器如下:
(1)用YM-1液体密度计测定钻井液密度;
(2)用ZNN-D6B电动六速旋转粘度计测定钻井液流变性;
(3)用DWY-2电稳定性测定仪在50℃测定钻井液电稳定性;
(4)用SD4四联失水仪测定钻井液API滤失量;
(5)用GGS71-A高温高压失水仪在120℃,3.5MPa测定钻井液高温高压滤失量;
(6)用PHS-25型pH计测定钻井液pH值;
(7)用EP-2A极压润滑仪测定钻井液润滑系数;
(8)使用XGRL-5滚子加热炉和配套不锈钢老化罐在120℃热滚16h进行滚后测试。
(9)依照国家标准GB 5085.3-2007“危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别”对基础油所使用原料氯代脂肪酸甲酯进行有害物质评价。
使用氯代脂肪酸甲酯和实施例1所述油基泥浆配制纯水悬浮液,依照中国石油天然气集团公司企业标准QSY 111-2007“油田化学剂、钻井液生物毒性分级及检测方法发光细菌法”进行毒性评价,生物毒性等级标准EC50(mg/L)如下:
Figure BDA0002851944560000081
Figure BDA0002851944560000091
2、测试结果
表1不同基油的性能指标
Figure BDA0002851944560000092
由表1可知,相比于白油和生物柴油,加入降粘剂后的氯代脂肪酸甲酯粘度略高,但是密度大,高温和低温稳定性更好,闪点高,易于生物降解,因此以氯代脂肪酸甲酯作为基础油,其安全性和环保性十分突出,且密度大,高温和低温稳定性更好,不可燃烧。
表2基油种类对油基钻井液性能的影响
Figure BDA0002851944560000093
Figure BDA0002851944560000101
由表2可知,在实施例1以氯代脂肪酸甲酯为基油的油基钻井液体系相比于对比例1和2分别利用生物柴油和白油配制的油基钻井液体系,密度有所增大,表观粘度和塑性粘度略高,动切力、动塑比、电稳定性、滤失量、抗温性能、润滑性能更优。同时氯代脂肪酸甲酯作为基油在成本和环保性方面也更具优势。
表3添加剂种类与用量对油基钻井液性能的影响
Figure BDA0002851944560000102
Figure BDA0002851944560000111
由表3可知,所述油基钻井液在基液油水比以及添加剂组成发生一定变化的条件下,其性能较好,且基本稳定。
表4油基钻井液的抗污染及加重后性能
Figure BDA0002851944560000112
Figure BDA0002851944560000121
由表4可知,对比例3和对比例4的油基钻井液的降滤失性能和流变性能良好,相比未发生淡水污染或钙浸污染的钻井液,其粘度有所增大、动塑比、降滤失性能和电稳定性有所下降,但是下降幅度不大,说明其具备较好的抗水污染性能和抗钙浸污染,所述油基钻井液具有较好的抗污染能力。实施例6和7还添加了加重剂的用量,但密度改变不大,说明所需加重剂用量较小,仍具有较好的性能。
表5有害物质检测结果
Figure BDA0002851944560000122
Figure BDA0002851944560000131
表6毒性评价结果
样品 浓度wt% EC<sub>50</sub>(mg/L) 毒性
氯代脂肪酸甲酯 1.0 52100 无毒
实施例1 1.0 45800 无毒
实施例2 2.0 31900 无毒
由表5和表6可知,所述氯代脂肪酸甲酯不含有毒有害物质,所配制的油基钻井液达到无毒等级,具有良好的环保性能。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于氯代脂肪酸酯的油基钻井液,其特征在于,包括基液和添加剂,所述基液包括按照体积份计算的氯代脂肪酸酯60~90份和无机盐水溶液15~40份;其中氯代脂肪酸酯的氯元素的质量含量为5%~40%;所述添加剂按体积重量比加入,添加剂包括复合乳化剂0.5~3%、复合降粘剂2~8%。
2.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述基液包括按照体积份计算的氯代脂肪酸酯65~85份和无机盐水溶液15~35份。
3.根据权利要求1或2所述的油基钻井液,其特征在于,所述氯代脂肪酸酯的氯元素的质量含量为15%~30%。
4.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述氯代脂肪酸酯为氯代脂肪酸甲酯和/或氯代脂肪酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述无机盐水溶液的质量浓度为15%~35%。
6.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述添加剂还包括降滤失剂、有机土、碱度调节剂、加重剂。
7.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述复合乳化剂为聚氧乙烯烷基酰胺类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯类非离子型表面活性剂、聚氧乙烯烷基胺类非离子型表面活性剂、纳米材料中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的油基钻井液,其特征在于,所述复合降粘剂为油溶性降粘剂与短链脂肪酸酯的混合物。
9.权利要求1~8任一项所述的油基钻井液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将氯代脂肪酸酯、复合降粘剂、复合乳化剂混合均匀制得油相溶液,加入无机盐水溶液后混合均匀制得钻井液基液,再加入所需降滤失剂、有机土、碱度调节剂、加重剂后混合均匀制得油基钻井液。
10.权利要求1~8任一项所述的油基钻井液在钻探作业中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112592700A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 广州江盐化工有限公司 一种基于氯化石蜡的油基钻井液及其制备方法和应用
CN114367383A (zh) * 2022-01-13 2022-04-19 苏州丰倍生物科技有限公司 一种脂肪酸酯纳米悬浮液、其制备方法和应用
CN114957556A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 天津渤海中联石油科技有限公司 降滤失剂、其制备方法和应用以及油基钻井液

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933381A (ja) * 1982-08-17 1984-02-23 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd シ−ルド推進工法用減摩剤組成物
CN1034018A (zh) * 1987-12-18 1989-07-19 Nl巴洛德公司 油基钻井液及其胶化剂
CN101153215A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 中国石油化工股份有限公司 油田钻井液用加重剂及其制备方法
CN105524599A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 潍坊天福化学科技有限公司 一种钻井液润滑剂及其制备方法
CN106854459A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 中国石油化工股份有限公司 一种水基钻井液用极压润滑剂及其制备方法
CN111378289A (zh) * 2020-04-20 2020-07-07 山东岩海建设资源有限公司 一种氯代脂肪酸酯环保增塑剂及其制备方法
CN112592700A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 广州江盐化工有限公司 一种基于氯化石蜡的油基钻井液及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933381A (ja) * 1982-08-17 1984-02-23 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd シ−ルド推進工法用減摩剤組成物
CN1034018A (zh) * 1987-12-18 1989-07-19 Nl巴洛德公司 油基钻井液及其胶化剂
CN101153215A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 中国石油化工股份有限公司 油田钻井液用加重剂及其制备方法
CN106854459A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 中国石油化工股份有限公司 一种水基钻井液用极压润滑剂及其制备方法
CN105524599A (zh) * 2016-01-12 2016-04-27 潍坊天福化学科技有限公司 一种钻井液润滑剂及其制备方法
CN111378289A (zh) * 2020-04-20 2020-07-07 山东岩海建设资源有限公司 一种氯代脂肪酸酯环保增塑剂及其制备方法
CN112592700A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 广州江盐化工有限公司 一种基于氯化石蜡的油基钻井液及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘程 等: "《表面活性剂应用手册(第2版)》", 30 August 1995, 化学工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112592700A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 广州江盐化工有限公司 一种基于氯化石蜡的油基钻井液及其制备方法和应用
CN112592700B (zh) * 2020-12-22 2022-04-29 广州江盐化工有限公司 一种基于氯化石蜡的油基钻井液及其制备方法和应用
CN114367383A (zh) * 2022-01-13 2022-04-19 苏州丰倍生物科技有限公司 一种脂肪酸酯纳米悬浮液、其制备方法和应用
CN114367383B (zh) * 2022-01-13 2024-01-09 苏州丰倍生物科技股份有限公司 一种脂肪酸酯纳米悬浮液、其制备方法和应用
CN114957556A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 天津渤海中联石油科技有限公司 降滤失剂、其制备方法和应用以及油基钻井液
CN114957556B (zh) * 2022-06-14 2024-04-05 天津渤海中联石油科技有限公司 降滤失剂、其制备方法和应用以及油基钻井液

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