CN1305966C - 钻井液用高效防塌沥青粉 - Google Patents

钻井液用高效防塌沥青粉 Download PDF

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Abstract

一种钻井液用高效防塌沥青粉，其按重量百分比组成为62%至75%的沥青，0至6%的软化点调节剂，20%至35%的降滤失剂，0至5%的沥青结合剂；其中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述沥青结合剂为水分散性油溶树脂、磺化酚醛树脂中的一种或两种，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。本发明钻井液用高效防塌沥青粉具有沥青含量高(≥60%)(油溶性成分高(≥60%))、软化点高(80-200℃)、细度在100-400目之间(根据井上需要)的特点，本发明特别适应于井深3500米以上的井，最高适应井深为8000米。本发明的生产方法和使用方法便于操作，易于实施。

Description

钻井液用高效防塌沥青粉
技术领域
本发明涉及油田钻井液生产中使用的沥青类防塌降滤失剂，是一种钻井液用高效防塌沥青粉及其生产方法和使用方法。
背景技术
目前，钻井液用沥青类防塌降滤失剂产品软化点都在40-140℃之间，适用于井温40-140℃的井，(即井深在5000米以下)，而针对超深井(5000米以上)井壁稳定困难、井塌现象严重、膏质泥岩影响钻井液性能等问题：要求沥青含量高、软化点高，适应高温深井地层的沥青类防塌降滤失剂目前还没见报道。
发明内容
本发明提供了一种钻井液用高效防塌沥青粉及其生产方法和使用方，其具有高温降滤失性能，其软化点高，沥青含量高，特别适应于井深3500米以上的井，最高适应井深为8000米。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井液用高效防塌沥青粉，其按重量百分比组成为62％至75％的沥青，0至6％的软化点调节剂，20％至35％的降滤失剂，0至5％的沥青结合剂：其中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述沥青结合剂为水分散性油溶树脂、磺化酚醛树脂中的一种或两种，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种上述钻井液用高效防塌沥青粉生产方法，其按下述步骤进行：首先将所需量的沥青加入沥青罐中加热到100℃至120℃溶解，在向其中加入所需量的沥青结合剂、软化点调节剂后，搅拌混合均匀在常温下冷却成固体，而后进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种上述钻井液用高效防塌沥青粉生产方法，其按下述步骤进行：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂按所需要的量进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到的半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种上述钻井液用高效防塌沥青粉生产方法，其按下述步骤进行：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂和降滤失剂按比例进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
本发明的技术方案之五是通过以下措施来实现的：一种上述钻井液用高效防塌沥青粉的使用方法，其按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克泥浆中加入上述钻井液用高效防塌沥青粉量20千克至50千克。
本发明钻井液用高效防塌沥青粉具有沥青含量高(≥60％)(油溶性成分高(≥60％))、软化点高(80-200℃)、细度在100-400目之间(根据井上需要)的特点，本发明特别适应于井深3500米以上的井，最高适应井深为8000米。本发明的生产方法和使用方法便于操作，易于实施。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该钻井液用高效防塌沥青粉按重量百分比组成为62％沥青，2％软化点调节剂，35％降滤失剂，1％沥青结合剂；对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(120目筛筛余量)，％ 1.0
沥青含量，％ 61.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.42
软化点，℃ 140
实施例2，该钻井液用高效防塌沥青粉按重量百分比组成为70％沥青，6％软化点调节剂，24％降滤失剂，对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(120目筛筛余量)，％ 2.0
沥青含量，％ 70.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.32
软化点，℃ 200
实施例3，该钻井液用高效防塌沥青粉按重量百分比组成为67％沥青，4％软化点调节剂，25％降滤失剂，4％沥青结合剂；对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(180目筛筛余量)，％ 4.0
沥青含量，％ 65.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.52
软化点，℃ 150
实施例4，该钻井液用高效防塌沥青粉按重量百分比组成为65％沥青，5％软化点调节剂，30％降滤失剂：对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(120目筛筛余量)，％ 1.0
沥青含量，％ 63.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.48
软化点，℃ 160
实施例5，该钻井液用高效防塌沥青粉KH-n按重量百分比组成为73％沥青，22％降滤失剂，5％沥青结合剂；对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(120目筛筛余量)，％ 3.0
沥青含量，％ 72.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.29
软化点，℃ 98
实施例6，该钻井液用高效防塌沥青粉KH-n按重量百分比组成为75％沥青，20％降滤失剂，1％软化点调节剂，4％沥青结合剂；对该钻井液用高效防塌沥青粉检测得到如下表的结果：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ 1.0
细度(120目筛筛余量)，％ 2.0
沥青含量，％ 73.0
相对抑制性(相对5％KCI) 0.31
软化点，℃ 121
在上述实施例1至实施例6中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述沥青结合剂为水分散性油溶树脂、磺化酚醛树脂中的一种或两种，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
上述实施例1至实施例6中的钻井液用高效防塌沥青粉可分别选用以下三种生产方法得到：
其生产方法之一是：首先将所需量的沥青加入沥青罐中加热到100℃或110℃或120℃或100℃至120℃溶解，在向其中加入所需量的沥青结合剂、软化点调节剂后，搅拌混合均匀在常温下冷却成固体，而后进行粉碎到细度在100目或200目或300目或400目或100目至400目之间，得到半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
其生产方法之二是：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂按所需要的量进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目或200目或300目或400目或100目至400目之间，得到的半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
其生产方法之三：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂和降滤失剂按比例进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目或200目或300目或400目或100目至400目之间，得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
上述实施例1至实施例6所得到的本发明钻井液用高效防塌沥青粉的使用方法是：在钻井过程中，按每1000千克泥浆中加入上述钻井液用高效防塌沥青粉量20千克或30千克或40千克或50千克。
通过上述实施例得出本发明钻井液用高效防塌沥青粉的主要技术指标如下表：
项目 指标
外观 黑色粉末
水分，％ ≤10.0
细度(120目筛筛余量)，％ ≤10.0
沥青含量，％ ≥60.0
相对抑制性(相对5％KCI) ≤1.0
软化点，℃ 80-200℃
通过上述的检测结果可知本发明钻井液用高效防塌沥青粉具有沥青含量高(≥60％)(油溶性成分高(≥60％))、软化点高(80-200℃)、细度在100-400目之间(根据井上需要)，其适应于井深3500米以上的井，最高适应井深为8000米，且在井上应用后，效果很好。
本发明钻井液用高效防塌沥青粉与同类其它产品如磺化沥青干粉和天然沥青的对照检测结果如下：
主要技术指标对比 磺化沥青干粉 天然沥青 本发明
状态 干粉 干粉 干粉
沥青含量，％ ≥25 ≥60 ≥60
水溶性，％ ≥65 ≥20 ≥25
沥青软化点，℃ 无 80-140 B0-200
细度(120目筛余量)，％ ≤10 ≤60 ≤10
价格，元/吨 6400 8900 8900
防塌速度及效果 软化点值不明确，沥青含量低，致使防塌效果一般 软化点高，沥青含量高，致使防塌效果好 软化点高，沥青含量高，致使防塌效果好
适用范围 井温40-140℃ 井温80-140℃ 井温80-200℃
由上表对比得知本发明钻井液用高效防塌沥青粉具有以下特点：
1、沥青含量：本发明钻井液用高效防塌沥青粉与天然沥青粉的沥青含量都一样高，其沥青含量为≥60％，但是磺化沥青干粉的2.4倍，防塌降滤失效果非常好。
2、软化点：本发明钻井液用高效防塌沥青粉的软化点是80-200℃，而磺化沥青干粉没有软化点，天然沥青粉的软化点是80-140℃，说明本发明钻井液用高效防塌沥青粉的软化点超过他们的范围是140-200℃，这决定了本发明钻井液用高效防塌沥青粉的使用范围为：井温80-200℃，从而填补140-200℃沥青防塌降滤失剂的空白(井深决定井温)。
3、细度(120目筛余量)：本发明钻井液用高效防塌沥背粉的120目筛余量为≤10，能够通过钻井所用100目筛布的需求，而天然沥青则很难通过100目筛布，就会产生糊筛布的现象。
上述实施例中的钻井液用高效防塌沥青粉和目前钻井液使用的沥青类防塌降滤失剂的检测方法都采用国标或国家行业标准进行的，具体如下：GB/T 4507-84沥青软化点测试方法(环球法)、GB6678-2003化工产品采样总则、GB/T260石油产品水分测定法、SY/T5490-90钻井液试验用钠膨润土、SY/T5664-94钻井液用页岩抑制剂磺化沥青FT1、SY/T5621-93钻井液测试程序、SY/T5559钻井液用处理剂通用试验方法。

Claims (6)

1.一种钻井液用高效防塌沥青粉，其特征在于按重量百分比组成为62％至75％的沥青，0至6％的软化点调节剂，20％至35％的降滤失剂，0至5％的沥青结合剂；其中，上述软化点调节剂为氯化钙、碳酸钙、氧化钙和碳酸氢钙中的一种或一种以上，上述沥青结合剂为水分散性油溶树脂、磺化酚醛树脂中的一种或两种，上述降滤失剂为NF98-7双聚胺盐、磺化褐煤、腐殖酸钾、磺化栲胶中的一种或一种以上。
2.一种根据权利要求1所述钻井液用高效防塌沥青粉的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：首先将所需量的沥青加入沥青罐中加热到100℃至120℃溶解，在向其中加入所需量的沥青结合剂、软化点调节剂后，搅拌混合均匀在常温下冷却成固体，而后进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
3.一种根据权利要求1所述钻井液用高效防塌沥青粉的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂按所需要的量进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到的半成品，再向其中加入所需要量的降滤失剂，混拌均匀得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
4.一种根据权利要求1所述钻井液用高效防塌沥青粉的生产方法，其特征在于按下述步骤进行：首先将所需量的沥青、沥青结合剂、软化点调节剂和降滤失剂按比例进行混合，经过混碾和挤压，通过高压悬辊磨进行粉碎到细度在100目至400目之间，得到所需要的钻井液用高效防塌沥青粉。
5.一种根据权利要求1所述的钻井液用高效防塌沥青粉的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克泥浆中加入上述钻井液用高效防塌沥青粉量20千克至50千克。
6.一种根据权利要求2或3或4所述的生产方法得到的钻井液用高效防塌沥青粉的使用方法，其特征在于按下述步骤进行：在钻井过程中，按每1000千克泥浆中加入上述钻井液用高效防塌沥青粉量20千克至50千克。
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