CN114958314B - 一种复合基基液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合基基液及其制备方法和应用。以重量份计，所述复合基基液包括离子液体10～20份、改性几丁质5～10份、金属盐类化合物5～10份、铵盐类化合物10～20份、纳米溶胶10～20份和脂肪酸酰胺5～10份；所述复合基基液通过特定含量的离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺配合使用，使得所述复合基基液同时具备抑制、封堵、润湿反转、润滑等多种特性，能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，稳定井壁，提高石油钻井工程的效率，且环保，能够有效代替油基钻井液中的油相和水基钻井液中的水相，解决水敏性地层的井壁稳定和储层保护难题。

Description

一种复合基基液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于钻井液技术领域，具体涉及一种复合基基液及其制备方法和应用。
背景技术
井壁失稳是钻井工程中常见的问题，钻井过程中约75％的工程问题与泥页岩有关。油基钻井液广泛应用于硬脆性泥页岩地层、页岩气井、高温高压井等，有效解决特殊工艺井及复杂地层钻探问题。但是，油基钻井液配制成本高，环境危害大，钻后废弃物处理难，给环境敏感地区复杂地层开发带来了巨大的难题。
近年来国家环境保护法规的健全及执法力度提高，包括防控石油勘探开发过程中对周围环境造成污染，制定出了一系列的相关法律法规，明确规定石油开采过程中产生的废弃物必须处理达标后才能排放，从而给油气田钻井开发过程中使用的钻井液提出了更高的要求。
南海西部北部湾涠洲组、流沙港组存在大段深灰、褐灰色泥页岩，粘土矿物含量高，层理发育，水化能力强，极易产生水化坍塌。现有水基钻井液钻井作业中井壁失稳问题突出，由于井壁失稳导致的钻井复杂情况率高达30％以上。同时，北部湾海域属于国家一级海域，涠西南油田群紧邻自然保护区，环境保护要求高，使用油基钻井液存在环保隐患，限制了油基钻井液的使用。
例如CN110564384A公开一种油基钻井液，所述油基钻井液包括提粘剂，所述提粘剂包括改性有机土，改性植物胶，热塑性弹性树脂，丙烯酸，羟甲基纤维素，季铵盐，乳化剂，基油和引发剂。所述提粘剂能够弥补水基钻井液增粘剂不适用于油基钻井液的不足，有利于降低油基钻井液体系的配制成本和提高油基钻井液整体的环保性能。但是，所述体系仍为油基钻井液体系，仍存在环保差和后处理困难的问题。
因此，开发一种能代替油基钻井液中的油和水基钻井液中的水，抑制页岩水化膨胀和分散，避免泥页岩水化失稳且环保、后治理简单的钻井液基液，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种复合基基液及其制备方法和应用。所述复合基基液通过特定含量的离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺配合使用，使得所述复合基基液同时具备抑制、封堵、润湿反转、润滑等多种特性，能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，稳定井壁，提高石油钻井工程的效率，且环保。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种复合基基液，以重量份计，所述复合基基液包括离子液体10～20份、改性几丁质5～10份、金属盐类化合物5～10份、铵盐类化合物10～20份、纳米溶胶10～20份和脂肪酸酰胺5～10份。
本发明中，所述离子液体、铵盐类化合物和金属盐类化合物能够通过阳离子交换和静电吸附与黏土作用，从而抑制黏土水化膨胀；所述改性几丁质存在多个胺基、羟基等极性基团，能够进一步与黏土作用，钝化黏土矿物，降低对地层岩石的强度影响；所述纳米溶胶能够实现纳米封堵，能够和泥页岩表面纳米孔喉匹配，减少液相侵入；脂肪酸酰胺能够吸附在岩石表面，使得黏土表面由亲水转变疏水，进一步阻止了水相入侵，降低页岩的水化膨胀；同时，由于大量羟基、醚基、酰胺基团的引入，所述复合基基液具有良好的吸附和润滑特性；通过各组分协同作用，使得所述复合基基液具有强抑制、低活度、稳定性好且环保的优点，后处理简单，能够代替油基钻井液使用。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括离子液体10～20份，例如可以为11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份等。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括改性几丁质5～10份，例如可以为5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份等。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括金属盐类化合物5～10份，例如可以为5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份等。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括铵盐类化合物10～20份，例如可以为11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份等。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括纳米溶胶10～20份，例如可以为11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份等。
优选地，以重量份计，所述复合基基液包括脂肪酸酰胺5～10份，例如可以为5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份等。
本发明中，所述离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺在特定的含量范围内，既能到达较优的抑制效果，又能避免粘度过大，影响使用效果；含量太少，抑制效果差；含量太多，复合基基液的粘度大，配制成钻井液后粘度效应大，且使用效果不佳。
作为本发明优选的技术方案，以重量份计，所述复合基基液包括离子液体15～20份、改性几丁质8～10份、金属盐类化合物8～10份、铵盐类化合物15～20份、纳米溶胶15～20份和脂肪酸酰胺8～10份。
优选地，所述离子液体包括含胍基的离子液体。
优选地，所述离子液体包括四甲基胍盐酸盐和/或N-对甲苯基胍盐酸盐，优选为四甲基胍盐酸盐。
优选地，所述改性几丁质包括烷基化壳聚糖、羧基化壳聚糖、酰胺化壳聚糖或季胺化壳聚糖中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述改性几丁质包括羧甲基壳聚糖。
优选地，所述改性几丁质的数均分子量为30000～50000，例如可以为32000、34000、36000、38000、40000、42000、44000、46000、48000等。
本发明中，所述改性几丁质在特定的分子量内，对页岩的水化膨胀抑制效果较好。
优选地，所述金属盐类化合物包括聚合氯化铝和甲基硅酸钾的组合。
优选地，所述金属盐类化合物中聚合氯化铝与甲基硅酸钾的质量比为(1.5～3):1，例如可以为1.6:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1等。
本发明中，所述金属化合物采用特定配比的聚合氯化铝与甲基硅酸钾的组合，对页岩的抑制效果更优。
优选地，所述聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，所述0＜m≤10，例如可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9等，n为1～5的整数，例如可以为1、2、3、4、5等。
优选地，所述铵盐类化合物包括季铵盐。
优选地，所述季铵盐包括氯化胆碱、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种或至少两种的组合，优选为氯化胆碱。
优选地，所述纳米溶胶包括纳米二氧化硅。
优选地，所述纳米二氧化硅的粒径≤150nm，例如可以为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm等。
优选地，所述纳米二氧化硅包括粒径为10～50nm的二氧化硅(例如可以为15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm等)、粒径为55～85nm的二氧化硅(例如可以为60nm、65nm、70nm、75nm、80nm等)和粒径为90～150nm的二氧化硅(例如可以为95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、120nm、125nm、130nm、135nm、140nm、145nm等)的组合；
优选地，所述粒径为10～50nm的二氧化硅、粒径为55～85nm的二氧化硅和粒径为90～150nm的二氧化硅的质量比为1:(2～3):(0.5～1)，其中，(2～3)中的具体取值例如可以为2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9等；(0.5～1)中的具体取值例如可以为0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95等。
本发明中，所述纳米溶胶采用特定配比的不同粒径的纳米二氧化硅复配，能够进一步提高钻井液对页岩的封堵效果，从而能够进一步有效抑制页岩膨胀，稳定井壁。
优选地，所述脂肪酸酰胺包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
优选地，所述复合基基液还包括溶剂。
优选地，所述溶剂包括水和/或二甘醇。
优选地，所述溶剂包括水和二甘醇。
本发明中，所述二甘醇起到防冻作用。
优选地，所述水与二甘醇的质量比为(1～2):1，例如可以为1:1、1.5:1、2:1等。
优选地，所述复合基基液的固含量为45～90％，例如可以为50％、60％、70％、80％、90％等。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的复合基基液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺混合，得到所述复合基基液。
优选地，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将离子液体和改性几丁质混合后，加入金属盐类化合物和铵盐类化合物进行混合，随后加入纳米溶胶进行混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物与脂肪酸酰胺混合，得到所述复合基基液。
优选地，步骤(1)所述离子液体和改性几丁质混合的温度为80～100℃，例如可以为85℃、90℃、95℃、100℃等。
优选地，步骤(1)所述离子液体和改性几丁质混合的时间为5～15min，例如可以为6min、8min、10min、12min、14min等。
优选地，步骤(1)所述加入金属盐类化合物和铵盐类化合物进行混合的时间为10～30min，例如可以为12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min等。
优选地，步骤(1)所述加入纳米溶胶进行混合的时间为20～30min，例如可以为22min、24min、26min、28min等。
优选地，步骤(2)所述混合前还包括将步骤(1)得到的混合物与溶剂混合的步骤。
优选地，步骤(2)所述混合包括经历第一阶段混合和第二阶段混合。
优选地，所述第一阶段混合的温度为80～100℃，例如可以为85℃、90℃、95℃、100℃等。
优选地，所述第一阶段混合的时间为5～10min，例如可以为6min、7min、8min、9min等。
优选地，所述第二阶段混合的温度为120～130℃，例如可以为122℃、124℃、126℃、128℃等。
优选地，所述第二阶段混合的时间为55～65min，例如可以为56min、58min、60min、62min、64min等。
第三方面，本发明提供一种钻井液，所述钻井液包括如第一方面所述的复合基基液。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的复合基基液，通过特定含量的离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺，使得所述复合基基液同时具备抑制、封堵、润湿反转、润滑等多种特性，能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，稳定井壁，同时缓解油基钻井液所面临的安全环保和钻后治理等难题，提高石油钻井工程的效率，能够代替油基钻井液中的油相使用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例和对比例用到的材料如下：
聚合氯化铝：巩义市正达环保材料有限公司，ZD-04101
实施例1
本实施例提供一种复合基基液，以重量份计，所述复合基基液包括四甲基胍盐酸盐15份、羧甲基壳聚糖8份(数均分子量为40000)、聚合氯化铝5.5份、甲基硅酸钾2.5份、氯化胆碱15份、纳米二氧化硅15份(所述纳米二氧化硅包括质量比为1:2.5:0.8的30nm二氧化硅、70nm二氧化硅和120nm二氧化硅的组合)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺8份和31份溶剂；所述溶剂包括质量比为1:1的二甘醇和水。
本实施例提供一种所述复合基基液的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将四甲基胍盐酸盐和羧甲基壳聚糖在高速搅拌机中，在80℃下混合5min，再依次加入聚合氯化铝、甲基硅酸钾和氯化胆碱，搅拌10min，然后加入纳米二氧化硅搅拌20min，得到混合物；
(2)将溶剂加入到步骤(1)得到的混合物中，然后加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，在80℃下混合5min后，升温到120℃混合55min，得到所述复合基基液。
实施例2
本实施例提供一种复合基基液，以重量份计，所述复合基基液包括四甲基胍盐酸盐20份、羧甲基壳聚糖10份(数均分子量为32000)、聚合氯化铝7.5份、甲基硅酸钾2.5份、氯化胆碱20份、纳米二氧化硅20份(所述纳米二氧化硅包括质量比为1:2:1的30nm二氧化硅、70nm二氧化硅和120nm二氧化硅的组合)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10份和10份溶剂；所述溶剂包括质量比为1:1的二甘醇和水。
本实施例提供一种所述复合基基液的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将四甲基胍盐酸盐和羧甲基壳聚糖在高速搅拌机中，在100℃下混合15min，再依次加入聚合氯化铝、甲基硅酸钾和氯化胆碱，搅拌30min，然后加入纳米二氧化硅搅拌30min，得到混合物；
(2)将溶剂加入到步骤(1)得到的混合物中，然后加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，在100℃下混合15min后，升温到130℃混合65min，得到所述复合基基液。
实施例3
本实施例提供一种复合基基液，以重量份计，所述复合基基液包括四甲基胍盐酸盐10份、羧甲基壳聚糖5份(数均分子量为50000)、聚合氯化铝3份、甲基硅酸钾2份、氯化胆碱10份、纳米二氧化硅10份(所述纳米二氧化硅包括质量比为1:3:0.5的30nm二氧化硅、70nm二氧化硅和120nm二氧化硅的组合)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5份和55份溶剂；所述溶剂包括质量比为1:1的二甘醇和水。
本实施例提供一种所述复合基基液的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将四甲基胍盐酸盐和羧甲基壳聚糖在高速搅拌机中，在90℃下混合10min，再依次加入聚合氯化铝、甲基硅酸钾和氯化胆碱，搅拌20min，然后加入纳米二氧化硅搅拌25min，得到混合物；
(2)将溶剂加入到步骤(1)得到的混合物中，然后加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，在90℃下混合10min后，升温到125℃混合60min，得到所述复合基基液。
实施例4
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述四甲基胍盐酸盐替换为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述羧甲基壳聚糖替换为甲壳素，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述羧甲基壳聚糖的数均分子量为20000，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述羧甲基壳聚糖的数均分子量为60000，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述聚合氯化铝与甲基硅酸钾的总量不变，质量比为1:1，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述聚合氯化铝与甲基硅酸钾的总量不变，质量比为3.5:1，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚合氯化铝替换为氯化钾，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述甲基硅酸钾替换为甲基硅酸钠，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中聚合氯化铝的份数为8份，没有甲基硅酸钾，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例13
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中甲基硅酸钾的份数为8份，没有聚合氯化铝，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例14
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述氯化胆碱替换为十二烷基三甲基氯化铵，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例15
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，将所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺替换为十二烷基二甲基苄基氯化铵，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例16
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅包括质量比为1:0.8:2.5的30nm二氧化硅、70nm二氧化硅和120nm二氧化硅的组合，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例17
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅总量不变，包括质量比为1:2.5的30nm二氧化硅和70nm二氧化硅，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例18
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅总量不变，包括质量比为1:0.8的30nm二氧化硅和120nm二氧化硅，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例19
本实施例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅总量不变，包括质量比为2.5:0.8的70nm二氧化硅和120nm二氧化硅，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述四甲基胍盐酸盐的份数为25份，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的总量不变，所述羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述羧甲基壳聚糖的份数为15份，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的总量不变，所述四甲基胍盐酸盐、聚合氯化铝和氯化胆碱的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述聚合氯化铝的份数为15份，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的总量不变，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖和氯化胆碱的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅的份数为5份，余量用溶剂补齐，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述纳米二氧化硅的份数为35份，调整溶剂用量使得总量为100份，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中没有四甲基胍盐酸盐，减少的份数分配给羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱，并且所述羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的配比不变，所述其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中没有氯化胆碱，减少的份数分配给四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖和聚合氯化铝，并且所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖和聚合氯化铝的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例8
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中没有羧甲基壳聚糖，减少的份数分配给四甲基胍盐酸盐、聚合氯化铝和氯化胆碱，并且所述四甲基胍盐酸盐、聚合氯化铝和氯化胆碱的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例9
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中没有聚合氯化铝，减少的份数分配给四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖和氯化胆碱，并且所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖和氯化胆碱的配比不变，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例10
本对比例提供一种复合基基液，其与实施例1的区别仅在于，所述复合基基液中没有椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，减少的量分配到其它各组分，使得其它组分的配比不变，其它组分种类及制备方法均与实施例1相同。
性能测试
(1)运动粘度：GB/T 22235-2008液体黏度的测定(国标)；
(2)16h页岩膨胀率：NB/T 10121-2018钻井液对页岩抑制性评价方法
(行标)；
(3)岩屑热滚回收率：NB/T 10121-2018钻井液对页岩抑制性评价方法
(行标)；
(4)活度：采用HD-3A型智能水分活度测量仪进行测试；
(5)100nm滤膜滤失量：GB/T 16783石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液中滤失量测试方法；
(6)润滑性：按FANN钻井液E-P极压润滑仪测试方法测试；
(7)界面张力：按JZ-200A自动界面张力仪测试方法测试。
将实施例1～19与对比例1～10提供的复合基基液的性能与水和白油的各项性能对比。
具体测试结果如表1所示：
表1
由上表可知，本发明提供的复合基基液，通过特定含量的离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺，使得所述复合基基液同时具备抑制、封堵、润湿反转、润滑等多种特性，所述复合基基液性能类似于油基钻井液外相白油，能够有效抑制页岩水化膨胀和分散，稳定井壁，有利于提高钻井液对泥页岩的防塌能力和储层保护性能。
由实施例1和2可知，所述复合基基液的16h页岩膨胀率为5.2～5.4％，岩屑热滚回收率99.8～100％，活度为0.35～0.4，100nm滤膜滤失量为7.2～10.5mL，润滑系数为0.11～0.12，界面张力为4.24～5.32mM/m。
由实施例1和2与实施例3比较可知，所述复合基基液各组分用量减少时，性能稍差；由实施例1与实施例4～19比较可知，所述复合基基液中各组分并非特定的种类或配比时，16h岩石膨胀率增加，热滚回收率下降，且滤失量增加。
由实施例1与对比例1～3比较可知，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖、聚合氯化铝和氯化胆碱的总量不变，所述四甲基胍盐酸盐、羧甲基壳聚糖或聚合氯化铝的用量过多时，16h岩石膨胀率增加，热滚回收率下降，且滤失量增加；由实施例1与对比例4和5比较可知，所述纳米溶胶的含量太少或太多时，16h岩石膨胀率增加，热滚回收率下降，且滤失量增加；由实施例1与对比例6～9可知，所述复合基基液中离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物和铵盐类化合物总量不变，但缺少某一组分后，16h岩石膨胀率大幅增加，热滚回收率明显下降，且滤失量增加；由实施例1与对比例10比较可知，所述复合基基液中没有脂肪酸酰胺，16h岩石膨胀率大幅增加，热滚回收率明显下降，且滤失量增加。
综上所述，本发明提供的复合基基液，通过各组分协同增效，能有效提高滤液粘度、大幅降低页岩膨胀率、提高页岩热滚回收率、降低水活度、滤膜滤失量、润滑系数和界面张力等，所述复合基基液的各项性能优于水，并且能达到与油基类似效果，有效防止井壁失稳，且环保，后处理简单，能够有效代替油基钻井液，解决油基钻井液环保性能差、后治理困难且成本高的问题，应用范围广。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种复合基基液，其特征在于，以重量份计，所述复合基基液包括离子液体10～20份、改性几丁质5～10份、金属盐类化合物5～10份、铵盐类化合物10～20份、纳米溶胶10～20份和脂肪酸酰胺5～10份；
其中，所述离子液体包括含胍基的离子液体；
所述改性几丁质包括烷基化壳聚糖、羧基化壳聚糖、酰胺化壳聚糖或季胺化壳聚糖中的任意一种或至少两种的组合；
所述金属盐类化合物包括聚合氯化铝和甲基硅酸钾的组合；
所述铵盐类化合物包括氯化胆碱、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种或至少两种的组合；
所述纳米溶胶包括纳米二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，以重量份计，所述复合基基液包括离子液体15～20份、改性几丁质8～10份、金属盐类化合物8～10份、铵盐类化合物15～20份、纳米溶胶15～20份和脂肪酸酰胺8～10份。
3.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述离子液体包括四甲基胍盐酸盐和/或N-对甲苯基胍盐酸盐。
4.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述改性几丁质包括羧甲基壳聚糖。
5.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述改性几丁质的数均分子量为30000～50000。
6.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述金属盐类化合物中聚合氯化铝与甲基硅酸钾的质量比为(1.5～3):1。
7.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，所述0＜m≤10，n为1～5的整数。
8.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径≤150nm。
9.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述纳米二氧化硅包括粒径为10～50nm的二氧化硅、粒径为55～85nm的二氧化硅和粒径为90～150nm的二氧化硅的组合。
10.根据权利要求9所述的复合基基液，其特征在于，所述粒径为10～50nm的二氧化硅、粒径为55～85nm的二氧化硅和粒径为90～150nm的二氧化硅的质量比为1:(2～3):(0.5～1)。
11.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述脂肪酸酰胺包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
12.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述复合基基液还包括溶剂。
13.根据权利要求12所述的复合基基液，其特征在于，所述溶剂包括水和/或二甘醇。
14.根据权利要求13所述的复合基基液，其特征在于，所述水与二甘醇的质量比为(1～2):1。
15.根据权利要求1所述的复合基基液，其特征在于，所述复合基基液的固含量为45～90％。
16.一种根据权利要求1～15任一项所述的复合基基液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将离子液体、改性几丁质、金属盐类化合物、铵盐类化合物、纳米溶胶和脂肪酸酰胺混合，得到所述复合基基液。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将离子液体和改性几丁质混合后，加入金属盐类化合物和铵盐类化合物进行混合，随后加入纳米溶胶进行混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物与脂肪酸酰胺混合，得到所述复合基基液。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述离子液体和改性几丁质混合的温度为80～100℃。
19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述离子液体和改性几丁质混合的时间为5～15min。
20.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加入金属盐类化合物和铵盐类化合物进行混合的时间为10～30min。
21.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加入纳米溶胶进行混合的时间为20～30min。
22.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合前还包括将步骤(1)得到的混合物与溶剂混合的步骤。
23.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合包括经历第一阶段混合和第二阶段混合。
24.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述第一阶段混合的温度为80～100℃。
25.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述第一阶段混合的时间为5～10min。
26.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述第二阶段混合的温度为120～130℃。
27.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述第二阶段混合的时间为55～65min。
28.一种钻井液，其特征在于，所述钻井液包括如权利要求1～15任一项所述的复合基基液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116855235B (zh) * 2023-07-04 2024-03-12 山西誉诚信建设工程有限公司 一种耐盐微泡钻井液

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104388065A (zh) * 2014-09-25 2015-03-04 中国石油天然气集团公司 一种强抑制、强封堵、高润滑性的仿油基钻井液
CN111040742A (zh) * 2019-12-13 2020-04-21 中国石油大学(北京) 页岩抑制剂及其制备方法和钻井液及其应用
CN111793483A (zh) * 2020-07-28 2020-10-20 新疆贝肯能源工程股份有限公司 一种环保防塌封堵钻井液及其制备方法和应用
CN113122197A (zh) * 2020-01-11 2021-07-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种页岩油水平井钻井液及其制备方法
CN113956855A (zh) * 2021-11-17 2022-01-21 中国石油大学(华东) 一种水基钻井液用阳离子防塌剂及其制备方法与应用
RU2768340C1 (ru) * 2021-05-24 2022-03-23 Александр Яковлевич Третьяк Высококатионно-ингибированный буровой раствор

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104388065A (zh) * 2014-09-25 2015-03-04 中国石油天然气集团公司 一种强抑制、强封堵、高润滑性的仿油基钻井液
CN111040742A (zh) * 2019-12-13 2020-04-21 中国石油大学(北京) 页岩抑制剂及其制备方法和钻井液及其应用
CN113122197A (zh) * 2020-01-11 2021-07-16 中石化石油工程技术服务有限公司 一种页岩油水平井钻井液及其制备方法
CN111793483A (zh) * 2020-07-28 2020-10-20 新疆贝肯能源工程股份有限公司 一种环保防塌封堵钻井液及其制备方法和应用
RU2768340C1 (ru) * 2021-05-24 2022-03-23 Александр Яковлевич Третьяк Высококатионно-ингибированный буровой раствор
CN113956855A (zh) * 2021-11-17 2022-01-21 中国石油大学(华东) 一种水基钻井液用阳离子防塌剂及其制备方法与应用

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