[發明專利]一種可控相態的乳化鉆井液

在審

• 申請號: 201410668821.2
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN105670579A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 羅云鳳;劉保雙;王忠杰;李軍;季一冰;史濤;張志財;夏曄;藺琳
• 申請（專利權）人: 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/36
• 分類號: C09K8/36;C09K8/28
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及石油開發以及石油鉆井化工原料技術領域，主要是提供一種可控相態的乳化鉆井液。

背景技術

油基鉆井液在鉆井時具有靈活的密度控制、幾乎完美的造壁性、良好的滲透率恢復能力、沒有水化作用的污染、具有很好的潤滑性和流變性，在優快鉆井方面有著明顯的優勢，已成為鉆探高溫深井、海上鉆井、大位移井及各種復雜井段的重要手段。雖然油基鉆井液具有很好的鉆井使用性能，但是其使用成本高、濾餅清除困難引起地層潤濕性改變，同時會給環境帶來污染，造成了油基鉆井液在應用和研究上的制約。20世紀90年代以來，人們開始研究低毒的合成基鉆井液以減少對環境的污染，但是體系的抗溫性減弱、成本升高，同時固井質量也未見明顯改善。因此，需要我們重新改變思路，找到一個雙效的解決辦法，即保留了油基鉆井液的性能，又能保護油層和保護環境。

油基鉆井液的質子化是指用質子酸與鉆井液體系中的鉆井液添加劑相互反應，以獲得更好的乳化效果。乳液轉向技術，是指采用物理、化學方法來實現乳液體系在水包油、油包水之間的相互轉換。在鉆井液上的應用國內外尚處于起步階段。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的問題，提供了一種質子化的可控相態的乳化鉆井液。該發明將乳液轉向技術應用于質子化油基鉆井液的控制上，通過溫度和PH方法來對油基鉆井液的相態進行控制，實現W/O和O/W的相互轉化，使得該質子化的鉆井液具有更好的使用性能。

其技術方案是，該鉆井液是屬于乳化鉆井液，主要包含基礎油、鹽水溶液、聚乙二醇、有機土、質子酸、石灰、乳化劑、潤濕劑，其中各組分的重量百分比為：

基礎油：40-55％；

有機土：1--3％；

聚乙二醇：5-15%；

質子酸：0.5--2.5％；

石灰：0.5--1.5％

乳化劑：3--5％；

潤濕劑：0.5--2％；

鹽水溶液：余量。

在上述乳化鉆井液中加入堿，調節pH大于7后，鉆井液由水包油轉換為油包水鉆井液，加入質子酸調節pH小于7后，鉆井液則由油包水轉換為水包油鉆井液。

所述的基礎油為生物柴油或白油。

所述的質子酸為乳酸、醋酸、乙酸、檸檬酸、丁酸中的一種或其中任意兩種的混合物。

所述的乳化劑為有機胺類的表面活性劑。

所述的潤濕劑為十二烷基三甲基溴化銨。

所述的鹽水溶液為氯化鉀、氯化鈉、氯化銫、氯化鎂中的一種或其中任意兩種的水溶液。

所述乳化鉆井液在40-80℃時由水包油鉆井液轉換為油包水鉆井液。

本發明所提供的一種可控乳化鉆井液的配制方法為：在基礎油中加入聚乙二醇，高速攪拌15-25分鐘，再依次加入乳化劑、潤濕劑，高速攪拌15-25分鐘，在高速攪拌的情況下分別加入鹽水和有機土攪拌15-25分鐘，再加入石灰，高速攪拌15-25分鐘；最后加入質子酸高速攪拌15-25分鐘，將鉆井液的PH調為7。使用時，再加入重晶石把鉆井液密度調至所需值。

發明的效果：本發明所述的鉆井液體系在地面環境下最初配制為PH=7時，是水包油體系，具有良好的水溶性，對環境無污染；當其被泵入井眼，到達深部地層，鉆井液的溫度升高，其中的聚乙二醇類在高溫下顯示油性，導致了體系的油相增多，在乳化劑的作用下，鉆井液由水包油體系轉換為油包水體系。當鉆井液回到地面，溫度下降，聚乙二醇類在低溫下變為親水，整個鉆井液體系的油相減少使得該體系重新轉為水包油。

另外，當地層溫度不高，無法實現乳液轉相時，可以通過適當加入一定量的氫氧化鈉，使有機胺類的乳化劑的HLB值減小，促使形成油包水乳液。在鉆井施工快要結束時，需要將鉆井液體系變為水性時，則可再加入一定量的質子酸，降低PH，使得乳化劑的HLB值增大，形成水包油乳狀液。

因此，本發明可以從溫度、pH兩個方面對鉆井液性質進行雙向調節。根據生產需要，在鉆井過程中來對該鉆井液進行控制，獲得了最優的鉆井性能，同時減少了油基鉆井液在鉆井時帶來的地層堵塞、含油鉆屑不易處理、以及環境影響等方面的問題。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明做進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1：一種可控相態的乳化鉆井液，其各組分的重量百分比為：

生物柴油：55％；聚乙二醇5%；有機土：1％；乳酸：0.5％；石灰：0.5％；乳化劑：5％；潤濕劑：0.5％；鹽水溶液：余量