CN113088266A

CN113088266A - 一种高性能环保型钻井液

Info

Publication number: CN113088266A
Application number: CN201911335823.9A
Authority: CN
Inventors: 袁俊秀; 逯贵广; 曾志强; 黄冬
Original assignee: China Petrochemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: China Petrochemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-07-09

Abstract

本发明涉及一种环保型钻井液体系，钻井液体系中含0.2～5%页岩抑制剂，0.1%～3%降滤失剂，0.3～5%润滑剂，0.1～3%流型调节剂，0.3～5%封堵剂，各组分以质量百分比计。本发明提供的整个体系，生物毒性值EC₅₀≥20000mg/L；重金属含量镉≤20mg/kg、汞≤15mg/kg、铅≤1000mg/kg、铬≤1000mg/kg、砷≤75mg/kg。既环境友好友又满足钻井液性能要求。

Description

一种高性能环保型钻井液

技术领域

本发明属于石油化工钻井技术领域，提供一种既满足钻井工程安全、优质、快速、高效的需求，同时对环境友好的环保型钻井液。

背景技术

钻井液是钻井工程的血液，保障了钻井工程安全、优质、高效的需求。目前，广泛使用的多种钻井液体系如聚合物钻井液体系、聚磺钻井液体系、油基钻井液体系等含有大量的有机聚合物、磺化类、重金属类添加剂，此类添加剂长期滞留在环境中，轻者污染环境，重者影响动植物的生命。随着人民环保意识的增强，各国法律对钻井液的环保性提出了更为严格的要求。要求使用既满足钻井工程安全、优质、快速、高效的需求，同时对环境友好的环保型钻井液。

近年来随着油田向深部油藏勘探开发，所钻中深井和大位移井数量越来越多，施工难度越来越大，目前油田主要使用传统聚磺钻井液进行施工，体系中有毒性较高、不易生物降解的磺化沥青类、酚醛树脂和油类润滑剂等产品，在这种条件下，钻屑、钻井污水及废弃物若不处理或处理不当，就会造成比较严重的环境污染。

本申请根据环境保护的要求，选择来自于自然、易生物降解的材料，通过配伍性研究，开发一种既环境友好友又满足钻井液要求的高性能环保型钻井液体系，满足东部沿海地区各油田中深井施工和环境保护的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种既满足钻井工程安全、优质、快速、高效的需求，同时对环境友好的环保型钻井液。

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：

一种高性能环保型钻井液，其特征在于它主要含0.2%～5%页岩抑制剂，0.1%～5%降滤失剂，0.3%～5%润滑剂，0.1%～3%流型调节剂，0.3%～10%封堵剂，各组分以质量百分比计。

所述的页岩抑制剂为NH系列聚胺抑制剂、聚合醇类页岩抑制剂、氯化钾中的一种或者几种的混合物，添加量以质量百分比计为：钻井液体系的0.2%～5%。

所述的降滤失剂为抗高温淀粉，所述抗高温淀粉的抗温性能≥120℃，快速分散型低粘聚阴离子纤维素中的一种或者多种的混合物，添加量以质量百分比计为：钻井液体系的0.1%～3%。

所述的润滑剂为蓖麻油、椰子油、大豆油、棉籽油、磺化妥儿油、油酸三乙醇胺、油酸甲酯、植物白土油中的一种或者几种的混合物，添加量以质量百分比计为：钻井液体系的0.3%～5%。

所述的流型调节剂为高粘聚阴离子纤维素、XC生物聚合物系列、抗高温淀粉及其改性产品中的一种或者几种的混合物，添加量以质量百分比计为：钻井液体系的0.1%～3%。

所述的流型调节剂为高粘聚阴离子纤维素、XC、淀粉及其改性产品中的一种或者几种的混合物，添加量以质量百分比计为：钻井液体系的0.1%～3%。

所述的封堵剂为100-300目竹粉及其改性产品、纳米级氧化铝粉末中的一种或者几种的混合物。

所述高性能环保型钻井液根据现场钻井需要添加pH调节剂，pH调节剂为NaOH、KOH或Na₂CO₃。

所述高性能环保型钻井液根据现场钻井需要添加膨润土，膨润土添加量以质量百分比计为：钻井液体系的1%～5%。

所述高性能环保型钻井液，根据现场配置情况可添加加重剂、消泡剂、增粘剂等辅助添加剂。

所述的高性能环保型钻井液，其特征是，该钻井液体系生物毒性值EC₅₀≥20000mg/L；重金属含量镉≤20mg/kg、汞≤15mg/kg、铅≤1000mg/kg、铬≤1000mg/kg、砷≤75mg/kg。

本发明所述的高性能环保型钻井液，将各组分混合均与即可得到。

本发明提供的整个体系，既环境友好友又满足钻井液性能要求。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明发明的内容，但本发明的内容不仅限于下面的实施例。

测试方法1

钻井液流变性能的测定的方法、条件如下：

（1）采用GB/T 16783.1-2006 国标钻井液现场测试；

（2）钻井液流变性测试温度为60℃；

（3）高温120℃老化16h，高温高压滤失量测定温度120℃、压差3.5MPa。

测试方法2

体系环保性测定方法

体系环保性能：(1)按照参照中国石油天然气集团公司企业标准Q/SY 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》测试生物毒性值EC₅₀；

(2)、按照国标GB15618-1995《土壤环境质量标准》测试镉、汞、铅、铬、砷的含量。

实施例1

按照1^#配方组成配制钻井液体系：

1^#配方：3%膨润土+0.2%Na₂CO₃+0.3%NH-1聚胺+1%抗高温淀粉+0.3%磺化妥儿油+0.2%XC+4%竹粉（100目）+BaSO₄;

体系流变性能如下：

体系环保性能：（1）生物毒性值EC₅₀为25000mg/L；（2）5种重金属未检出。

实施例2

按照2^#配方组成配制钻井液体系：

2^#配方：3%膨润土+0.2%Na₂CO₃+0.5%NH-2聚胺+3%抗高温淀粉+1%磺化妥儿油+2%油酸三乙醇胺+0.2%XC+2%竹粉（300目）+1%纳米级氧化铝粉末+BaSO₄;

体系流变性能如下：

体系环保性能：（1）生物毒性值EC₅₀为35000mg/L；（2）5种重金属未检出。

实施例3

按照3^#配方组成配制钻井液体系：

3^#配方：4%膨润土+0.3%Na₂CO₃+2%聚合醇抑制剂+3%KCl+2.5%快速分散型低粘PAC+4%植物白土油+1%油酸甲酯+0.3%快速分散型高粘PAC+8%纳米级氧化铝（平均粒径30nm）+BaSO₄;

体系流变性能如下：

体系环保性能：（1）生物毒性值EC₅₀为45000mg/L；（2）5种重金属未检出。

实施例4

按照4^#配方组成配制钻井液体系：

4^#配方：1%膨润土+0.3%Na₂CO₃+2%NH-1聚胺抑制剂+2%KCl+0.5%快速分散型低粘PAC+2.2%抗高温淀粉+2%大豆油+2%油酸甲酯+0.3%XC+5%改性竹粉（平均颗径50nm）+BaSO₄;

体系流变性能如下：

体系环保性能：（1）生物毒性值EC₅₀为50000mg/L；（2）5种重金属未检出。

实施例5

按照5^#配方组成配制钻井液体系：

5^#配方：3%膨润土+0.3%Na₂CO₃+0.8%NH-2聚胺抑制剂+3%KCl+0.5%抗高温淀粉+3%油酸三乙醇胺+0.2%快速分散型高粘PAC+2%改性竹粉（平均颗径50nm）+2%纳米级氧化铝（平均颗径50nm）+BaSO₄;

体系流变性能如下：

体系环保性能：（1）生物毒性值EC₅₀为30000mg/L；（2）5种重金属未检出。

Claims

1.一种高性能环保型钻井液，其特征在于钻井液体系中含有0.2%～5%页岩抑制剂，0.1%～3%降滤失剂，0.3%～5%润滑剂，0.1%～3%流型调节剂，0.3%～10%封堵剂，各组分以质量百分比计。

2.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，所述的页岩抑制剂为NH系列聚胺抑制剂、聚合醇类页岩抑制剂、氯化钾中的一种或者几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，所述的降滤失剂为抗高温淀粉，所述抗高温淀粉的抗温性能≥120℃，为快速分散型低粘聚阴离子纤维素中的一种或者多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，所述的润滑剂为蓖麻油、椰子油、大豆油、棉籽油、磺化妥儿油、油酸三乙醇胺、油酸甲酯、植物白土油中的一种或者几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，所述的流型调节剂为高粘聚阴离子纤维素、XC生物聚合物系列、抗高温淀粉及其改性产品中的一种或者几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，所述的流型调节剂为高粘聚阴离子纤维素、XC、淀粉及其改性产品中的一种或者几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是所述的封堵剂为100-300目竹粉及其改性产品、纳米级氧化铝粉末中的一种或者几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，该体系根据现场钻井需要添加pH调节剂，pH调节剂为NaOH、KOH或Na₂CO₃。

9.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，该体系根据现场钻井需要添加膨润土，膨润土添加量以质量百分比计为：钻井液体系的1%～5%。

10.根据权利要求1所述的高性能环保型钻井液，其特征是，该钻井液体系生物毒性值EC₅₀≥20000mg/L；重金属含量镉≤20mg/kg、汞≤15mg/kg、铅≤1000mg/kg、铬≤1000mg/kg、砷≤75mg/kg。