[發明專利]一種鉆井液和提高鉆井液降濾失性能的方法

有效

• 申請號: 201310231196.0
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN104232034B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 孟川;段慶華;蘭曉艷;曾穎峰
• 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: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鉆井液，特別涉及一種降濾失性能優良的鉆井液。

背景技術

鉆井液通常分為水基鉆井液和油基鉆井液。

水基鉆井液具有環保和經濟的優點，但不能滿足復雜井況的性能要求，對于高難度井，經常會遇到扭矩過大、起下鉆遇阻、卡鉆、機械鉆速低、井眼失穩、井漏和地層傷害等問題，且對于深水鉆井所面臨的問題更加復雜。

油基鉆井液作為一種性能優良的鉆井液體系，具有潤滑性好、抑制性強及熱穩定性高的特點，適用于鉆大斜度井、水平井或高溫及易水化頁巖層。如柴油基鉆井液曾一度因價格相對較低且性能優良得到了廣泛應用，但隨著環保要求的日益嚴格，由于其中含有對環境和人體有害的有毒物質而逐漸不被人們所接受。

為了解決油基鉆井液對環境的污染問題并保留其優良的鉆井特性，人們發展了其替代體系——合成基鉆井液。合成基鉆井液無毒、可生物降解，對環境無污染，鉆井污水、鉆屑和鉆井液都可向海洋排放，同時合成基鉆井液具有較好的潤滑性、較高的熱穩定性以及較易調控和穩定的鉆井液性能，因而適合應用于環保要求嚴格地區、海上復雜底層、大斜度井、延伸井和水平井的鉆井中。

降濾失效果影響鉆井液的整體性能，在鉆井液中加入降濾失劑可以在井壁上形成薄而致密的泥餅，盡可能地降低鉆井液的濾失量，減少對油氣層的損害。鉆井液中常用的組分之一為有機土，具有提粘和懸浮重晶石的作用，在一定程度上也能降低鉆井液的濾失量，但降低效果有限，因此需要在鉆井液體系中加入降濾失劑。目前，國內外關于降濾失劑的研究主要集中在水基鉆井液和油基鉆井液領域。水基鉆井液中常用的降濾失劑有纖維素類、腐殖酸類、丙烯酸類、淀粉類和樹脂類，但不適用于油基及合成基鉆井液體系。油基鉆井液中較常用的降濾失劑為瀝青類產品，如氧化瀝青，其降濾失效果明顯，但會影響機械鉆速。另外，油基鉆井液還可以采用乙丙共聚物、聚丁烯、聚異戊二烯橡膠、腐殖酸改性樹脂等降濾失劑。適用于合成基鉆井液體系的降濾失劑未見報道。

2001年，美國環境保護署（EPA）出臺了一系列控制近海排放的準則，重點關注對合成基液的限制。之前用于墨西哥灣的線性石蠟（LP）和線性α-烯烴（LAO）不能再使用，因為石蠟的生物降解性不足且有生物毒性；線性α-烯烴的毒性略高于限制要求。同時指出植物油酯、低粘度酯和C16-18內烯烴的合成基液能夠滿足其指標要求。

US20040002427A1使用大豆油脂肪酸甲酯作為連續相，水作為分散相，配以相應的處理劑來配制合成基鉆井液，相對于柴油，該體系無毒、無芳烴、可生物降解。但由于脂肪酸甲酯的傾點較高，因而在一定程度上限制了其應用范圍，且其酯基極易水解。

發明內容

本發明提供了一種鉆井液和提高鉆井液降濾失性能的方法。

本發明鉆井液包括聚異丁烯丁二酰亞胺、乳化劑、有機土、堿度調節劑、無機鹽水和主要量的基液，所述聚異丁烯丁二酰亞胺的加入量是基液和無機鹽水的體積之和的0.005～0.2g/mL，所述乳化劑的加入量是基液和無機鹽水的體積之和的0.005～0.2g/mL，所述有機土的加入量是基液和無機鹽水的體積之和的0.002～0.1g/mL，所述堿度調節劑的加入量是基液和無機鹽水的體積之和的0.002～0.1g/mL。

所述聚異丁烯丁二酰亞胺選自單聚異丁烯丁二酰亞胺、雙聚異丁烯丁二酰亞胺和多聚異丁烯丁二酰亞胺中的一種或多種，其中聚異丁烯部分的數均分子量為500～10000，優選800～6000，最優選1000～3500。聚異丁烯丁二酰亞胺可以選用無錫南方添加劑廠生產的T151、T151A、T152、T154，錦州石化分公司添加劑廠生產的T161，路博潤蘭煉添加劑有限公司生產的LZL l57，LubrizolCorporation生產的LZ6418、LZ6420，Afton Corporation生產的Hitec646等。

所述聚異丁烯丁二酰亞胺的加入量是基液和無機鹽水的體積之和的0.005～0.2g/mL，優選0.01～0.15g/mL，最優選0.015～0.1g/mL。

所述乳化劑為C10-C20的脂肪酸及其堿金屬或堿土金屬鹽、脂肪酸山梨醇酯、脂肪酸酰胺、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、環烷酸及其堿金屬或堿土金屬鹽、環烷酸酰胺和石油磺酸鹽中的一種或多種，可以選用油酸、硬脂酸、硬脂酸鈣、油酸山梨醇酯、失水油酸山梨醇酯、油酸酰胺、十八烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、環烷酸鈣、環烷酸酰胺和石油磺酸鈣中的一種或多種，優選C10-C20的脂肪酸及其堿土金屬鹽、脂肪酸山梨醇酯、環烷酸及其堿土金屬鹽中的一種或多種。