CN1660958A - 一种合成基钻井液 - Google Patents
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Abstract
一种合成基钻井液，由基础液、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、流型调节剂、降滤失剂、有机土混合成；该基础液由基液与CaCl2水溶液组成，其中，基液重量百分比为75％至90％，其余为CaCl2水溶液；主乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；辅乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；润湿剂占基础液的重量百分比为1.5％至4％；流型调节剂占基础液的重量百分比为1.0％至3.5％；降滤失剂占基础液的重量百分比为2％至5％；有机土占基础液的重量百分比为2.0％至3.5％；为逆乳化悬浮分散体系的新型泥浆体系，是环境可接受和保护储层的泥浆体系，毒性小，可生物降解，可在寒冷地区和深水海域使用，对储层损害小；使用其钻井井眼稳定，清洗效果好。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液，尤其涉及一种合成基钻井液。
背景技术
随着水平钻井液技术的发展，目前使用的钻井液有PEM钻井液，PRD钻井液和油基钻井液，PEM钻井液和PRD钻井液均为水基钻井液，其对中、低温井使用效果较好，不适用于大于120□的井温，油基钻井液能抗高温，但油基钻井存在低温条件下流动性差的问题，且具有生物毒性，不易生物降解，使环境不可接受。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种合成基钻井液(SBM)，其为逆乳化悬浮分散体系即油包水(W/O)的新型泥浆体系，是环境可接受和保护储层的泥浆体系，合成基钻井液不含芳香烃，毒性小，可生物降解，钻屑可以直接排放至海中；具有高闪点，低凝固点的特点，可在寒冷地区和深水海域使用，适用在海上钻探井和各种复杂地层中钻井，对储层损害小；合成基钻井液钻井井眼稳定，钻速高，润滑性强，清洗效果好。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明合成基钻井液，其特征在于，其由基础液、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、流型调节剂、降滤失剂、有机土混合而成；该基础液由基液与CaCl2水溶液组成，其中，基液的重量百分比为75％至90％，其余为CaCl2水溶液；主乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；辅乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；润湿剂占基础液的重量百分比为1.5％至4％；流型调节剂占基础液的重量百分比为1.0％至3.5％；降滤失剂占基础液的重量百分比为2％至5％；有机土占基础液的重量百分比为2.0％至3.5％。
前述的合成基钻井液，其中基础液中还加有加重剂，该加重剂占基础液的重量百分比为1％至100％。
前述的合成基钻井液，其中CaCl2水溶液的浓度为20％至35％。
前述的合成基钻井液，其中基液为4，5，6碳二羧酸辛酯；所述主乳化剂为脂肪酸醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物；所述辅乳化剂为2-油基-N-甲基-N-羟乙基咪唑啉季铵盐、脂肪酰胺聚乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物；所述润湿剂为2-烷基-N-羟乙基咪唑啉-2`-羟丙磺内铵盐和十二烷基·二甲基乙内铵盐的混合物；所述流型调节剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物；所述降滤失剂为磺化褐煤和磺化沥青的混合物；所述加重剂为石灰石。
本发明合成基钻井液的制备方法，其特征在于，在循环水池中加入基液、有机土、降滤失剂、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、流型调节剂后经过充分搅拌和剪切，再加入CaCl2水溶液和加重剂，在室温下充分循环数个小时，配制成合成基钻井液。
本发明的有益效果是：合成基钻井液(SBM)是一种新型泥浆体系，它以合成有机物为连续相，盐水为分散相，有机土为固相，加入乳化剂、增粘剂及润湿剂等组成一种逆乳化悬浮分散体系即油包水(W/O)泥浆体系。作为环境可接受和保护储层的泥浆体系，合成基钻井液不含芳香烃，毒性小，可生物降解，LC50＞1000000mg/L，在水中易生物降解，钻屑可以直接排海；高闪点，低凝固点，可在寒冷地区和深水海域使用；适用于在海上钻探井和各种复杂地层中钻井；钻敏感的生产层，对储层的损害是相当小的。合成基钻井液是90年代初开发的一种新型钻井液，主要用于适合油基钻井液的场合。合成基钻井液的性能优势是既拥有油基钻井液作业性能优越的特点又拥有水基钻井液污染低的特点。与油基钻井液相比，合成基钻井液所产生的钻屑可就地排放，污染环境程度低，而且气体在其中溶解度小，不会影响井控决策的准确性和适时性。与水基钻井液相比，合成基钻井液钻井井眼稳定，钻速高，润滑性强，清洗效果好以及钻屑完整利于排屑等。像油基钻井液一样，合成基钻井液可重复使用，只排放钻屑。
具体实施方式
本发明合成基钻井液取代了原有的油基泥浆钻井液，原有的油基泥浆钻井液体系的主要问题是对环境的污染性。为了满足日益紧迫的环保要求，而研制的合成基钻井液体系，既有油基泥浆极强的抑制性、润滑性和对储层的保护作用，同时也具有水基钻井液的环境可接受性。
本发明合成基钻井液中各个组分的作用是：主乳化剂：乳化，使体系稳定。辅乳化剂：乳化，使体系稳定。润湿剂：润湿亲水性固相。流型调节剂：增粘，提切。降滤失剂：降低体系失水，减少地层污染。有机土：在井壁形成滤饼。加重剂：平衡地层压力。
本发明合成基钻井液的优点是：1、高的使用安全性：体系具有较高的闪点，降低了燃烧及爆炸的可能性，保证了泥浆的安全使用；另外，无论是合成基基液还是其它处理剂均不会对人体健康状况造成损害。2、高的热稳定性：该体系在150℃、16h老化后仍具有良好的流变性和较高的破乳电压。3、具有良好的润滑性能。该体系极大地降低钻具的旋转和提升阻力，降低钻具在井壁的粘附，防止和解除粘卡。4、具有良好的粘温性能。该体系的粘度随温度变化较小，便于泥浆在井下保持良好的携砂和井眼清洁能力。
实施例一：在室温下，向带高速搅拌的40M3循环水池中加入24T的4，5，6碳二羧酸辛酯，0.9T的有机土，0.6T的磺化褐煤和磺化沥青的混合物作为降滤失剂，0.9T的脂肪酸醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物作为主乳化剂，0.9T的2-油基-N-甲基-N-羟乙基咪唑啉季铵盐、脂肪酰胺聚乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物作为辅乳化剂，600Kg的2-烷基-N-羟乙基咪唑啉-2`-羟丙磺内铵盐和十二烷基·二甲基乙内铵盐的混合物作为润湿剂，0.6T的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物作为流型调节剂后，经过充分搅拌和剪切，再加入20％CaCl2水溶液6.0T和10T石灰石作为加重材料，在室温条件下进行充分循环6h，配制成合成基钻井液。该合成基钻井液中加入流型调节剂可提高切力和屈服值，加入降滤失剂可降低失水量，并用石灰石将比重调节到要求范围。将该合成基钻井液通过泥浆泵泵入井内进行循环，使用效果见下表1所示。
实施例二：在室温下，向带高速搅拌的40M3循环水池中加入24T的4，5，6碳二羧酸辛酯，有机土0.8T，0.75T的磺化褐煤和磺化沥青的混合物，0.75T的脂肪酸醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，0.75T的2-油基-N-甲基-N-羟乙基咪唑啉季铵盐、脂肪酰胺聚乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，500Kg的2-烷基-N-羟乙基咪唑啉-2`-羟丙磺内铵盐和十二烷基·二甲基乙内铵盐的混合物，0.8T的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物后，经过充分搅拌和剪切，再加入20％CaCl2水溶液6.0T和加重材料2T，在室温条件下进行充分循环6h，配制成合成基钻井液。该合成基钻井液中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物可提高切力和屈服值，加入磺化褐煤和磺化沥青的混合物可降低失水量，并用石灰石将比重调节到要求范围。将该合成基钻井液通过泥浆泵泵入井内进行循环，使用效果见下表1所示。
实施例三：在室温下，向带高速搅拌的40M3循环水池中加入36T的4，5，6碳二羧酸辛酯，有机土0.9T，0.6T的磺化褐煤和磺化沥青的混合物，0.9T的脂肪酸醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，0.9T的2-油基-N-甲基-N-羟乙基咪唑啉季铵盐、脂肪酰胺聚乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，600Kg的2-烷基-N-羟乙基咪唑啉-2`-羟丙磺内铵盐和十二烷基·二甲基乙内铵盐的混合物，0.6T的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物后，经过充分搅拌和剪切，再加入20％CaCl2水溶液4.0T和加重材料10T，在室温条件下进行充分循环6h，配制成合成基钻井液。该合成基钻井液中加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物可提高切力和屈服值，加入磺化褐煤和磺化沥青的混合物可降低失水量，并用石灰石将比重调节到要求范围。将该合成基钻井液通过泥浆泵泵入井内进行循环，使用效果见下表1所示。
表1：
100℃×16h
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1、一种合成基钻井液，其特征在于，其由基础液、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、流型调节剂、降滤失剂、有机土混合而成；该基础液由基液与CaCl2水溶液组成，其中，基液的重量百分比为75％至90％，其余为CaCl2水溶液；主乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；辅乳化剂占基础液的重量百分比为2％至7％；润湿剂占基础液的重量百分比为1.5％至4％；流型调节剂占基础液的重量百分比为1.0％至3.5％；降滤失剂占基础液的重量百分比为2％至5％；有机土占基础液的重量百分比为2.0％至3.5％。
2、根据权利要求1所述的合成基钻井液，其特征在于，所述基础液中还加有加重剂，该加重剂占基础液的重量百分比为1％至100％。
3、根据权利要求1所述的合成基钻井液，其特征在于，所述CaCl2水溶液的浓度为20％至35％。
4、根据权利要求1所述的合成基钻井液，其特征在于，所述的基液为4，5，6碳二羧酸辛酯；所述主乳化剂为脂肪酸醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物；所述辅乳化剂为2-油基-N-甲基-N-羟乙基咪唑啉季铵盐、脂肪酰胺聚乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物；所述润湿剂为2-烷基-N-羟乙基咪唑啉-2`-羟丙磺内铵盐和十二烷基·二甲基乙内铵盐的混合物；所述流型调节剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物；所述降滤失剂为磺化褐煤和磺化沥青的混合物；所述加重剂为石灰石。
5、如权利要求1所述的合成基钻井液的制备方法，其特征在于，在循环水池中加入基液、有机土、降滤失剂、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、流型调节剂后经过充分搅拌和剪切，再加入CaCl2水溶液和加重剂，在室温下充分循环数个小时，配制成合成基钻井液。
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