[發(fā)明專利]一種硅酸鹽-陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410245801.4
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104357031B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麒麟;黃寧;宋士軍;孟麗艷;甄劍武;司西強(qiáng);謝俊;張希紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工集團(tuán)公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/10
• 分類號: C09K8/10;C09K8/06;C09K8/03
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發(fā)明公開了一種硅酸鹽?陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液及其制備方法，屬油田化學(xué)鉆井液技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是由使用流型調(diào)節(jié)劑0.1％?0.3％、降濾失劑A1％?2.5％、抗高溫降濾失劑B1％?3％、硅酸鹽3％?10％、烷基葡萄糖苷5％?8％、陽離子烷基葡萄糖苷1％?2％、封堵劑2％?6％、無機(jī)鹽5％?15％，氫氧化鈉0.2％?0.35％，重晶石0?51％，余量為水，按質(zhì)量體積比混合后經(jīng)高溫老化而得。本發(fā)明的鉆井液其抗溫能力可達(dá)120℃、頁巖回收率大于90％，封堵率大于90％。該鉆井液具有良好的流變性、潤滑性、抗高溫性、抑制性和封堵性，抗粘土污染、抗鹽能力強(qiáng)，利于鉆井過程中保持井徑規(guī)則、井壁穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅酸鹽-陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液及其制備方法，屬油田化學(xué)鉆井液技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

對于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、裂縫發(fā)育、地層易破裂、水敏性強(qiáng)的頁巖、泥頁巖或火山巖地層，在鉆井過程中，極易發(fā)生地層造漿、井壁坍塌、漏失、卡鉆等井下復(fù)雜事故。井壁穩(wěn)定問題已經(jīng)成為油氣鉆井工程中經(jīng)常遇到的一個十分復(fù)雜的技術(shù)難題。據(jù)統(tǒng)計，世界石油工業(yè)每年用于處理井壁穩(wěn)定事故的經(jīng)費(fèi)高達(dá)7億美元之多。因此，有效解決在鉆井過程中出現(xiàn)的井壁穩(wěn)定問題成為當(dāng)前石油工作者研究的重點與難點。

鉆井過程中的井壁穩(wěn)定問題可從鉆井工程和鉆井液兩方面解決。在國內(nèi)外鉆井液的研究和應(yīng)用中，水基鉆井液是研究與應(yīng)用最為廣泛的鉆井液體系，油基、仿油基鉆井液體系也占一定比例，而且兩者幾乎全用于地質(zhì)條件更為復(fù)雜的高難度井。現(xiàn)有水基鉆井液在不同程度上存在體系抑制性不足或封堵能力不強(qiáng)的問題，不能很好滿足井壁穩(wěn)定要求；油基鉆井液井壁穩(wěn)定能力強(qiáng)，但存在流型控制困難、溫度敏感性高、環(huán)境友好度差、使用成本高等缺點。因此，從綠色環(huán)保角度考慮，水基鉆井液的研究與應(yīng)用更受到重視，強(qiáng)化水基鉆井液的抑制性和封堵性，提高體系的防塌能力是水基鉆井液技術(shù)解決井壁穩(wěn)定的關(guān)鍵。

硅酸鹽水基鉆井液防塌效果突出，井壁穩(wěn)定能力接近于油基鉆井液，具有成本低、環(huán)境友好等特點。ZL02152375.4公布了深井抗高溫穩(wěn)定井壁硅酸鹽鉆井液，具有較強(qiáng)的抗溫性能和封堵保護(hù)儲層作用的特點；ZL200610127246.0公布了一種生物改性硅酸鹽鉆井液體系，具有良好的環(huán)保性能和較強(qiáng)的封堵防塌能力；ZL200810114569.5公布了一種海水硅酸鹽鉆井液，具有流變性好、抗污染能力和抑制性強(qiáng)等優(yōu)點。但上述各項專利中硅酸鹽鉆井液都是在含有膨潤土漿的基礎(chǔ)上配制而成，較高的固相含量和粘土顆粒的細(xì)分散對控制鉆井液流變性、抗污染性、提高機(jī)械鉆速和保護(hù)儲層有著負(fù)面的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有水基鉆井液抑制防塌性差和常規(guī)硅酸鹽鉆井液流變性不易控制的缺陷，提出一種具有較強(qiáng)抑制性和封堵性的硅酸鹽-陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液體系，實現(xiàn)井壁穩(wěn)定、安全鉆井的目的。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)：

一種硅酸鹽-陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液，含有烷基葡萄糖苷結(jié)構(gòu)如式(1)，

式(1)中，R₁為C₁或C₂的烷基，

和陽離子烷基葡萄糖苷結(jié)構(gòu)如式(2)，

式(2)中，R₁為C₁或C₂的烷基，R2為R為C₁-C₂的烷基。

本發(fā)明硅酸鹽-陽離子烷基葡萄糖苷鉆井液的制備方法如下：

(1)在蒸餾水中，以8000-10000轉(zhuǎn)/分高速攪拌的情況下，以蒸餾水的質(zhì)量為基數(shù)(下同)，同時加入流型調(diào)節(jié)劑0.1％-0.3％、降濾失劑A1％-2.5％、抗高溫降濾失劑B1％-3％、烷基葡萄糖苷5％-8％、陽離子烷基葡萄糖苷1％-2％，高速攪拌10～20min；