[發明專利]油包水鉆井液及其制備方法

有效

• 申請號: 201210576609.4
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103897678A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 沈之芹;張衛東;何秀娟;吳國英
• 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上海石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/36
• 分類號: C09K8/36;C09K8/03;C09C1/42;C09C3/08;C09C3/10
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技術領域

本發明涉及一種油包水鉆井液及其制備方法。

背景技術

隨著石油儲量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對深部地層油氣資源勘探開發的投入，開發新的油藏已經成為當今各大石油公司發展的迫切要求。我國待探明的油氣資源主要分布在塔里木、準噶爾、柴達木、吐哈、四川等盆地，其資源量的73%埋藏在深層，且地下條件異常復雜，因此深井和超深井油氣鉆探及配套的開發技術已成為制約油氣資源開發的關鍵因素。隨著地層深度的增加，深井、超深井的地層溫度也會越來越高，地層的高溫環境給鉆井液能否維持穩定的性能帶來了極大的挑戰。?

鉆井液作為鉆井工程的重要組成部分，其性能直接關系到深井、超深井的鉆井質量、鉆井成本和鉆井周期。相對于水基鉆井液，油基鉆井液具有較強的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲層保護性能，尤其可滿足強水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井及海上水平井等特殊轉鉆井需要。油基鉆井液，又稱油包水鉆井液，是由油、水、有機土、乳化劑、降濾失劑等組成。有機土作為油包水鉆井液體系中的重要組分，其結構與性質對鉆井液性能有十分重要的影響。有機土通常是由高度分散的親水粘土與陽離子表面活性劑(季銨鹽)發生了離子交換吸附所制得的。由于表面活性劑的長碳氫鏈覆蓋在粘土晶片表面，使之形成疏水表面，同時由于進入晶片層間表面活性劑離子的體積效應，增大了晶片層間距。正是由于這些結構特點，使有機土具有良好的觸變性、增稠性、懸浮性和溶膠穩定性。

典型的有機土反應如下：

Na-土?+?[(R₁R₂R₃R₄N)⁺X^-]?→土-NR₁R₂R₃R₄?+?Na⁺X^-

有機土的質量主要取決于粘土的種類，陽離子表面活性劑的類型、碳鏈長短和在粘土表面上的覆蓋程度及制備條件，如溫度、酸堿度值等。目前，對于粘土的改性普遍使用陽離子表面活性劑，如十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨等。采用其他改性劑制備有機土的報道較少。CN1138593A采用H₃PO₄與己內酰胺反應，生成磷酸己內酰胺有機化劑，然后將此有機化劑加入到粘土水溶液中進行離子交換，使己內酰胺陽離子插入層間，形成有機土，但此方法生成的有機土為流動性較差的膠體，親水性較強，體系中大量的水只能通過蒸餾除去，因此能耗很高；CN101624515A報道了一種可用于白油的有機土及其制備方法，采用季銨鹽陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑共同作為改性劑，對粘土進行改性，得到的有機土在白油中成膠率高，但由于使用兩種表面活性劑，實驗步驟較為繁瑣。

油基鉆井液由于受到成本、環保要求的限制一直發展比較緩慢，應用的區塊也較少，隨著現有油田儲量日益下降，并且新探區的開采會遇到各種復雜地層及環境，急需性能優良的制備油基鉆井液用的有機土。采用烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)鹽甜菜堿表面活性劑對親水粘土進行改性，由于烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)鹽甜菜堿中親油基團既具有芳香環同時又具有較長的脂肪鏈，因而制備出的有機土插層效果顯著，在白油中成膠率較高，分散性能好，以該有機土制備的油包水鉆井液具有體系穩定性能好的特點。發明所述的正是適合于以烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)鹽甜菜堿改性的有機土制備的油包水鉆井液及其制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中油包水鉆井液穩定性能差的問題，提供一種新的油包水鉆井液。此油包水鉆井液具有穩定性能好的優點。本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的油包水鉆井液的制備方法。

為了解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種油包水鉆井液，以質量份數計包括以下組份：

(1)60～90份的基礎油；

(2)10～40份的水；

(3)2～5份的甜菜堿改性有機土；

(4)0.5～5份的乳化劑；

(5)0.5～5份的降濾失劑；

(6)0.5～5份的酸堿度調節劑；

其中組分(3)為烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)鹽甜菜堿改性的有機土，烷基酚聚氧乙烯醚羧酸(磺酸)鹽甜菜堿的分子通式為：

或

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