[發明專利]一種抗高溫油包水基鉆井液及其制備方法

有效

• 申請號: 201410564102.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105586022B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 傅麗;姚漢榮;寧愛民;劉樹華;張建峰
• 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撫順石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/36
• 分類號: C09K8/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種油包水鉆井液及其制備方法，鉆井液包括油相、水相和添加劑，添加劑包括高軟化點瀝青組合物顆粒、促進劑和乳化劑。其中高軟化點瀝青組合物顆粒加入量占鉆井液總質量的1%~5%；高軟化點瀝青組合物顆粒的平均粒徑為小于60目。本發明解決了高軟化點瀝青應用于油基鉆井液時，由于油溶性過高，不能保持很好的顆粒狀態和高溫變形能力，而造成的封堵和降濾失效果變差等問題。同時，通過適宜的主、輔乳化劑與高軟化點瀝青顆粒的協同作用，解決了油包水鉆井液中水含量高時，熱穩定性和電穩定性變差的問題，可以廣泛用于深層油氣鉆井作業過程中。

技術領域

本發明涉及一種油包水基鉆井液及其制備方法，特別是含有高軟化點瀝青組合物鉆井液，屬于石油鉆井開采技術領域。

背景技術

隨著油氣勘探逐步向深層發展，鉆遇高溫高壓地層的機會逐漸增加。這些都對鉆井液體系提出了更高的要求。與水基鉆井液相比，油基鉆井液具有抗污染能力強，潤滑性好，抑制性強，有利于保持井壁穩定，能最大限度地保護油氣層，易于維護等特點。油基鉆井液優良的高溫穩定性及抑制性，使其在鉆復雜井，特別是鉆高溫深井和水敏性地層中，優勢更加明顯。能夠有效地保護水敏性油氣層，提高油氣產量。

油基鉆井液是指以油作為連續相的鉆井液，分為全油基鉆井液和油包水乳化鉆井液。全油基鉆井液中含水量多在5%以下。油包水乳化鉆井液由油、水、乳化劑、降濾失劑、活度平衡劑等組成，鉆井液中水含量多在5%-30%之間。但抗高溫在180℃以上的油包水鉆井液中的水含量一般在5%-10%，很少超過15%以上。水含量的增加，會使體系的動切力增加，流變性變好，提高攜帶巖屑的能力。但是會使其熱穩定性和電穩定性下降。CN1661958公開了一種合成基鉆井液，盡管在150℃下老化16小時后能保持較好的流變性和電穩定性，但是含水量最高為25%。而更高溫度和水含量下的使用性能未見報道。

油基鉆井液雖然優點很多，但是在高溫深井中應用時，與之適應的抗高溫處理劑卻成了制約其發展的因素之一。處理劑中的降濾失劑主要用于控制鉆井液體系的濾失量和穩定性。針對這種高溫高壓的使用環境，國外研制出了一種在油基鉆井液中溶解性好，抗高溫能力強的油溶性聚合物顆粒降濾失劑。這種聚合物顆粒在降濾過程中能在外部形成薄且易變形的泥餅，在內部聚合物顆粒會封堵地層孔隙。雖能起到較好的降濾失效果，但價格昂貴。

瀝青類產品與特種聚合物相比，價格低廉且材料來源廣泛，是國內外現代鉆井工程不可缺少的重要劑種之一，具有良好的防塌、潤滑、降低濾失和高溫穩定等綜合效能。然而，一般軟化點瀝青會因為過度軟化甚至流淌而無法滿足深井下的高溫作業要求。

高軟化點瀝青是指軟化點在100℃以上，尤其是在120℃以上的瀝青。高軟化點瀝青因其出色的抗高溫能力而有著比較廣泛的應用。高軟化點瀝青可以用于深層油氣田的鉆井作業中，作為鉆井液的重要組成部分，可以在高溫條件下起到封堵、防塌，穩定井壁，降低濾失量的作用。

但是，單純的高軟化點瀝青顆粒在應用于鉆井液體系當中時，由于顆粒變形能力相對有限，粘彈性相對較差，存在油氣層孔道不規則時，不能很好地嵌入其中等問題。而且軟化點越高，瀝青的脆硬性越明顯，難以起到良好的封堵和降濾失效果。CN102304353A和CN103013460A公開了一種將橡膠粉、天然瀝青和超細碳酸鈣按一定比例混合、粉碎的方法制備瀝青顆粒組合物，有的還加入了聚合物纖維等。這種方法只是將橡膠粉（和\或聚合物纖維）和瀝青簡單地混合，二者并沒有形成有機的整體，難以在較寬的粘彈區間內持續發揮作用。

此外，所用瀝青為天然瀝青，軟化點不易控制或在80到120℃之間，油溶物含量高達98%以上，在油基鉆井液中使用時，基本上都溶在油相當中，抗高溫性能變差。而橡膠粉在白油或柴油組成的連續相中長時間浸泡溶脹，可能會發生聚結，破壞整個鉆井液體系的穩定性。

發明內容