[發明專利]一種高軟化點乳化瀝青水基鉆井液處理劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110246939.2
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102952526A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 王翠紅;王子軍;王紅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種瀝青類鉆井液處理劑及其制備方法，更具體地說是一種用于高溫高壓深井鉆井的乳化瀝青水基鉆井液處理劑及其制備方法。

背景技術

鉆井液是指油氣鉆井過程中滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱，其在鉆井過程中必不可少，被喻為鉆井的血液。鉆井液需要具有攜帶和懸浮鉆屑、穩定井壁及控制地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭鉆具、傳遞水動力、獲取地下信息等功能，因此需要向其中添加具有各種功能的鉆井液處理劑。鉆井液處理劑按其作用可分為防塌劑、降濾失劑、堵漏劑、頁巖抑制劑、降粘劑、潤滑劑、高溫穩定劑等多種，瀝青類鉆井液處理劑以其良好的防塌、降濾失、高溫穩定等效果而得到廣泛的應用。

瀝青類鉆井液處理劑依作用機理主要有兩大類：化學作用為主的處理劑和物理作用為主的處理劑。①以化學作用為主的瀝青類鉆井液處理劑，通過化學作用(物理吸附、氫鍵和離子交換)附著于粘土或頁巖的荷正電的邊緣上并與正電荷相結合，使井壁巖石表面或粘土顆粒表面形成一層牢固的瀝青吸附膜，防止液體進入頁巖，也可阻止自由水向井壁巖石內部或粘土顆粒內部滲透，降低濾失量，抑制粘土膨脹和頁巖分散，從而減小頁巖坍塌的可能性，提高井壁的穩定性。②以物理作用為主的瀝青類鉆井液處理劑，靠粘附或覆蓋作用抑制頁巖的分散和坍塌，使用時其瀝青顆粒進入井壁頁巖的微孔隙、裂隙或層面間，或粘附在井壁上，封堵成有一定強度不受鉆井液沖刷和溫度的影響的膜，以阻止漿液中自由水向井壁滲透，從而降低濾失量，防止剝落性頁巖表面水化和滲透水化，抑制頁巖膨脹、解離和剝落性脫落，防止坍塌，穩定井壁。

一類瀝青鉆井液處理劑為乳化瀝青防塌劑。例如CN200510200450.6公開了一種陽離子瀝青防塌劑乳膠，其按重量百分比組成為40％至56％軟化點為40℃～100℃的瀝青，0至10％的軟化點調節劑，0.7％至3.0％的乳化分散劑，0至16％的降濾失劑，其余為水。

CN200410079225.7公開了一種鉆井液用陽離子、乳化瀝青防塌劑及其生產方法。該陽離子、乳化瀝青防塌劑，其按重量百分比組成為20％-40％的瀝青，4％-9％的氫氧化鉀，1％-3％的十六烷基三甲基氯化銨(工業級)，15％-30％的工業助劑油，5％-8％的丙烯酸單體，15％-30％的去離子水，0.1％-0.2％的過氧化二苯甲酰，5％-8％的環氧丙基三甲基氯化銨，2％-5％的山梨醇酐單油酸酐。其生產方法包括：A.聚合物乳液的制備；B.陽離子瀝青乳液的制備；C.聚合物陽離子瀝青乳液。

隨著石油勘探與開發的發展，鉆井深度不斷加深，深度在5000米以上的深井及超深井越來越多。由于地溫梯度和地層壓力梯度的影響，隨著鉆井深度的增加，地下溫度越來越高，溫度甚至超過150℃，而現有乳化瀝青鉆井液處理劑難以在溫度高于150℃的高溫高壓環境下仍保證良好的降濾失效果，且以上申請的防塌劑為陽離子型，與井壁上附著的帶正電的粘土或頁巖相斥，不能很好地起到防塌作用，不能滿足深井及超深井的高溫高壓工作環境要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題之一是提供一種乳化瀝青水基鉆井液處理劑，以解決現有乳化瀝青鉆井液處理劑高溫高壓下降濾失效果差的問題。本發明要解決的另一個技術問題是提供一種所述瀝青水基鉆井液處理劑的制備方法。

本發明提供一種乳化瀝青水基鉆井液處理劑，包括40～70重量％軟化點為150℃～240℃的瀝青、35～50重量％水，0.02～2重量％助劑，0.05～5重量％的乳化劑，0.01～1重量％穩定劑，所述處理劑具有如下性質：

瀝青乳液電荷陰離子??????????(分析方法參見SH/T?0099.3)

儲存穩定性(1天)????≤1％????(分析方法參見SH/T0099.5)

儲存穩定性(5天)????≤5％????(分析方法參見SH/T0099.5)

高溫高壓濾失量(220℃，壓差3.45MPa)????≤25ml??(分析方法參見Q/SH?0043-2007、GB/T?16783)

本發明還提供一種乳化瀝青水基鉆井液處理劑的制備方法包括：將軟化點為150℃～240℃的瀝青粉碎成細粉，然后將其與水、陰離子表面活性劑、穩定劑以及助劑的混合物混合，攪拌。

本發明進一步提供一種深井鉆井方法，包括在鉆井過程中向井中引入水基鉆井液，所述鉆井液中包括本發明提供的乳化瀝青水基鉆井液處理劑。