[發明專利]環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410478613.6
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104327811B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王茂功;李英敏;李爽;李彥琴;沈艷清;張延麗;鄭建龍;王發云
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/22
• 分類號: C09K8/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液及其制備方法與應用，屬于石油開采技術領域。

背景技術

隨著常規油氣資源的不斷減少，石油勘探開發逐漸向更深的地層以及更遠的海洋鉆進，因此，油井井深也越來越深。在深井、超深井的鉆探中，由于地溫梯度的存在，井眼越深井筒內的溫度就會變得越高。我國西部油田超過7000m的超深井和東部油田超過5000m的深井井底溫度就很可能超過200℃。在高溫條件下，水基鉆井液中的各種組分會發生降解、發酵、增稠、失效等變化，從而使鉆井液性能發生劇變，嚴重時將導致鉆井作業無法正常進行。油基鉆井液體系具有熱穩定性好，抗溫達230℃以上，密度達2.2g/cm³以上；另外，油基鉆井液對于鉆復雜地層，如水敏性強的地層、深井高溫高壓地層、巨厚鹽膏層方面，可以大幅降低井下復雜事故率，提高機械鉆進速度。但是，由于油基鉆井液存在污染問題，在陸地環境敏感區域和海上復雜地層的應用和推廣使用上受到了限制。

氣制油合成基鉆井液作為一種具有環保特性的新型鉆井液體系，它既具有油基鉆井液的性能特點，又對環境友好、無污染。與油基(柴油和低毒礦物油作為基礎油)鉆井液相比，氣制油合成基鉆井液具有運動粘度低、鉆速快、對環境更加友好等優勢，并且具有油基鉆井液的井壁穩定、潤滑性好和保護儲層等特點。

發明內容

鑒于上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是一種環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液及其制備方法與應用，能夠在滿足鉆井液的常規要求的同時，滿足陸地與海上的環境敏感區域深井超深井對鉆井液抗高溫和對環境友好的要求。

本發明的目的通過以下技術方案得以實現：

一種環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液，以重量份計，包括如下組份：

氣制油80-90重量份、有機土2-3重量份、主乳化劑3-4重量份、輔乳化劑2-5重量份、降濾失劑2-5重量份、濃度20wt％的CaCl₂水溶液10-20重量份、氧化鈣2-4重量份和重晶石。

上述的環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液中，所述氣制油為一種不含芳香烴、無熒光、可生物降解的環境友好型合成基礎油，在鉆井液體系中作為一個非極性的連續相，其主要功用是防止鉆井液與地層間發生的極性反應；優選的，所述氣制油為殼牌公司生產的Saraline185V氣制油。

上述的環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液中，所述濃度20wt％的CaCl₂水溶液為鹽水相，用來調節鹽水的活度，使鉆井液所含的鹽水與地層水的活度相等，防止地層中的水向鉆井液滲透或鉆井液中的水向地層滲透。

上述的環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液中，所述有機土為親油成膠體，其抗溫達220℃，主要作用為增加鉆井液體系的粘切力，并起部分降濾失的作用；優選的，所述有機土包括如下組分：

根據具體實施方案，上述的有機土，以重量份計，包括如下原料：提純鈉基膨潤土20重量份，十六烷基三甲基氯化銨3重量份，雙十八烷基三甲基氯化銨6重量份，ZLSH-600功能化大分子2重量份，水100重量份。

上述的有機土是通過下列方法制備得到的：

一次插層反應：

將提純鈉基膨潤土和水放入不銹鋼捏合機中，在不斷攪拌下，加入十六烷基三甲基氯化銨和雙十八烷基三甲基氯化銨，加熱升溫至90℃，反應2小時，得到有機土料液；

將有機土料液注入板框式壓濾機中壓濾、去除水分，得到一次插層料；

二次插層反應：

將一次插層料和ZLSH-600功能化大分子室溫捏合反應30分鐘，得到二次插層料；

后期處理：

將二次插層料放入干燥箱，在105℃干燥5小時，降至室溫，粉碎、過200目篩，得到有機土。

上述的環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液中，優選的，所述有機土為中國石油集團鉆井工程技術研究院生產的DRGEL型有機土，符合鉆井液用有機土SY/T6615-2005技術要求，其組分為上述具體實施方案中的有機土組分。

上述的環保型抗高溫氣制油合成基鉆井液中，優選的，所述主乳化劑為有機酸與有機胺進行酰胺化反應制備的弧狀梳型長鏈分子乳化劑；其抗溫達220℃，可在油水界面上形成高強度的復合膜，從而保證在高溫下乳狀液穩定性良好；更優選的，所述主乳化劑為中國石油集團鉆井工程技術研究院生產的DREM-1型乳化劑，符合鉆井液用抗高溫主乳化劑評價標準Q/SY ZJG0031-2012。