CN113122198A - 一种无黏土合成基钻井液的制备方法 - Google Patents

一种无黏土合成基钻井液的制备方法 Download PDF

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张海青
王俊
王旭东
刘均一
李蕾
赵红香
仇博识
杨龙波
杨华
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Abstract

本发明公开了一种无黏土合成基钻井液的制备方法，包括：首先将清水加入反应器中；再将无水氯化钙添加到反应器中，在70℃～90℃搅拌3～6h；然后依次将水基增粘剂、乳化剂、合成基油、润湿剂、碱度调节剂氧化钙和加重剂加入到反应器中，添加间隔搅拌，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。本发明的无黏土合成基钻井液克服现有合成基钻井液的局限性，借助水相调节反相乳液流变性，提高无黏土合成基钻井液的切力和悬浮能力。可以通过不同油水比变化改变合成基钻井液体系的流变性。

Description

一种无黏土合成基钻井液的制备方法
技术领域
本发明涉及钻井液技术领域中的一种无黏土合成基钻井液的制备方法。
背景技术
钻井液中的固相颗粒尤其是高分散的黏土颗粒很容易侵入储层,使储层渗透率大大降低,降低油田开发效能；尤其膨润土引起的固相颗粒堵塞是水平井钻井中最主要的油层损害因素。因此钻井液中的黏土含量由控制在最低限度发展到无黏土钻井液。
目前大多数油基钻井液用提切剂为油溶性聚合物，这些提切剂的极性集团在分子中所占比例较低，在连续相为油相的非极性性环境中胶凝能力较弱，难以实现合成基钻井液体系无黏土和低黏土化。
无黏土合成基钻井液是指体系中以合成基油为连续相的钻井液体系，其中不含黏土，其性能优良，既能满足日益严格的环保要求，又能满足不断发展的现代钻井施工要求。
发明内容
本发明的目的是在不影响合成基钻井液性能及环保特点的前提下，提供一种无黏土合成基钻井液的制备方法，形成适用于高水敏地层、低固相损伤油藏的无黏土合成基钻井液体系技术，扩大合成基钻井液的应用范围。
本发明的技术方案：
一种无黏土合成基钻井液的制备方法，包括如下步骤：
（1）在反应器中加入10～40体积份的清水；
（2）将2～8体积份的无水氯化钙添加到反应器中，在70℃～90℃搅拌3～6h；
（3）将1～3体积份水基增粘剂添加到反应器中，搅拌3～6h；
（4）将0～5体积份乳化剂添加到反应器中，搅拌3～6h；
（5）将60～90体积份合成基油加入到反应器中，搅拌3～5h，
（6）将0～10体积份润湿剂加入反应器中，搅拌3～5h，
（7）将1～2体积份碱度调节剂氧化钙加入到反应器中，搅拌3～5h，
（8）将0～260重量份加重剂加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
其中：
所述合成基油是C6～C16小分子烷烃。
所述的乳化剂至少含有两种乳化剂，包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯醚、季胺盐、脂肪酰胺聚乙烯醚。
所述的润湿剂包括有机酸酰胺和乙内酰胺的混合物。
所述的水基增粘剂包括羧甲基纤维素钠盐和磺酸盐共聚物的混合物。
所述的加重剂包括重晶石。
本发明的有益效果是：本发明的无黏土合成基钻井液，特别是利用反相乳液调节钻井液体系的流变性的配比加量，所得到的悬浊液暨合成基钻井液保护油气层效果更佳。本发明的无黏土合成基钻井液克服现有合成基钻井液的局限性，借助水相调节反相乳液流变性，提高无黏土合成基钻井液的切力和悬浮能力，可以通过不同油水比变化改变合成基钻井液体系的流变性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。除特别说明外，实施例中所有体积份以毫升计，相应的重量份以克计，或者体积份以升计，相应的重量份以公斤计，所用原料均为本领域常用材料。
一种无黏土合成基钻井液的制备方法，其制作步骤如下：
（1）将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为10～40体积份；
（2）将无水氯化钙（加量为2～8体积份）添加到步骤（1）的反应器中，在70℃～90℃搅拌3～6h；
（3）将水基增粘剂（加量为1～3体积份）添加到步骤（1）的反应器中，搅拌3～6h；
（4）将乳化剂（加量为0～5体积份）添加到步骤（1）的反应器中，搅拌3～6h；
（5）合成基油（加量为60～90体积份）加入到步骤（1）反应器中，搅拌3～5h，
（6）将润湿剂（加量为0～10体积份）加入到步骤（1）反应器中，搅拌3～5h，
（7）将碱度调节剂氧化钙（加量为1～2体积份）加入到步骤（1）反应器中，搅拌3～5h，
（8）将加重剂（加量为0～260重量份）加入到步骤（1）反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
上述的合成基油是C6～C16小分子烷烃。
上述的乳化剂至少含有两种乳化剂，其中包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯醚、季胺盐、脂肪酰胺聚乙烯醚类等产品混合物。
上述的润湿剂，其中包括有机酸酰胺类产品和乙内酰胺类等产品混合物。
上述的油基增粘剂为丁苯橡胶和聚苯乙烯的合成物。
上述的水基增粘剂为包括羧甲基纤维素钠盐和磺酸盐共聚物等产品混合物。
上述加重剂为重晶石。
实施例1：
无黏土合成基钻井液，水40体积份，合成基油60体积份，乳化剂3体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙6体积份，水基增粘剂3体积份，氧化钙1体积份，加重剂100重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为40体积份；将无水氯化钙6体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂3体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂3体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油60体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为100重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例2：
无黏土合成基钻井液，水40体积份，合成基油60体积份，乳化剂3体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙6体积份，水基增粘剂3体积份，氧化钙1体积份，加重剂150重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为40体积份；将无水氯化钙6体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂3体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂3体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油60体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为150重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例3：
无黏土合成基钻井液，水30体积份，合成基油70体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙4体积份，水基增粘剂2体积份，氧化钙1体积份，加重剂100重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为30体积份；将无水氯化钙4体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油70体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为100重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
实施例4：
无黏土合成基钻井液，水30体积份，合成基油70体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙4体积份，水基增粘剂2体积份，氧化钙1体积份，加重剂150重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为30体积份；将无水氯化钙4体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油70体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为150重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
实施例5：
无黏土合成基钻井液，水20体积份，合成基油80体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙3体积份，水基增粘剂2体积份，氧化钙1体积份，加重剂100重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为20体积份；将无水氯化钙3体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油80体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为100重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
实施例6：
无黏土合成基钻井液，水20体积份，合成基油80体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙3体积份，水基增粘剂2体积份，氧化钙1体积份，加重剂150重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为20体积份；将无水氯化钙3体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油80体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为150重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
实施例7：
无黏土合成基钻井液，水10体积份，合成基油90体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙2体积份，水基增粘剂1体积份，氧化钙1体积份，加重剂100重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为10体积份；将无水氯化钙2体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂1体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油90体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为100重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
实施例8：
无黏土合成基钻井液，水10体积份，合成基油90体积份，乳化剂2体积份，润湿剂3体积份，无水氯化钙2体积份，水基增粘剂1体积份，氧化钙1体积份，加重剂150重量份。
制备方法：
将高搅杯放置在恒温水浴锅中，安装搅拌器，并在其中倒入清水，加量为10体积份；将无水氯化钙2体积份添加到反应器中，在90℃搅拌3～6h；将水基增粘剂1体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；将乳化剂2体积份添加到反应器中，搅拌3～6h；合成基油90体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将润湿剂3体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将碱度调节剂氧化钙1体积份加入到反应器中，搅拌3～5h，将加重剂加量为150重量份加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
按照如前所述的方法制备无黏土合成基钻井液，外观为黄白色流体。
对无黏土合成基钻井液进行性能试验，分别进行密度、API滤失量、电稳定性、流变性及150℃老化后性能及高温高压滤失量测试。
无黏土合成基钻井液性能：
Figure DEST_PATH_IMAGE016

Claims (6)

1.一种无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）在反应器中加入10～40体积份的清水；
（2）将2～8体积份的无水氯化钙添加到反应器中，在70℃～90℃搅拌3～6h；
（3）将1～3体积份水基增粘剂添加到反应器中，搅拌3～6h；
（4）将0～5体积份乳化剂添加到反应器中，搅拌3～6h；
（5）将60～90体积份合成基油加入到反应器中，搅拌3～5h，
（6）将0～10体积份润湿剂加入反应器中，搅拌3～5h，
（7）将1～2体积份碱度调节剂氧化钙加入到反应器中，搅拌3～5h，
（8）将0～260重量份加重剂加入到反应器中，搅拌3～5h，获得的悬浊液即为无黏土合成基钻井液。
2.根据权利要求1所述的无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于：所述合成基油是C6～C16小分子烷烃。
3.根据权利要求1所述的无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂至少含有两种乳化剂，包括十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯醚、季胺盐、脂肪酰胺聚乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于：，所述的润湿剂包括有机酸酰胺和乙内酰胺的混合物。
5.根据权利要求1所述的无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于：所述的水基增粘剂包括羧甲基纤维素钠盐和磺酸盐共聚物的混合物。
6.根据权利要求1所述的无黏土合成基钻井液的制备方法，其特征在于：所述的加重剂包括重晶石。
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