[發(fā)明專利]一種適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610765336.6
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107794011A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 盤錦百利化工有限公司
• 主分類號: C09K8/38
• 分類號: C09K8/38
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司21107
• 代理人: 史力伏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)

凍土天然氣水合物賦存于高壓低溫的相態(tài)平衡環(huán)境，在凍土地區(qū)進行天然氣水合物鉆探要求鉆井液必須能有效抑制水合物分解，維持其相態(tài)平衡，同時在高壓低溫條件下必須具有良好流變特性以有效懸浮巖屑和維持井壁穩(wěn)定。在凍土地區(qū)，已有的研究顯示，對鉆井液性能影響最大的是凍土的低溫環(huán)境。試驗研究表明，低溫條件下鉆井液的濾失量變化不大，并有略微減少的趨勢。在低溫環(huán)境下鉆井液的基本流變特性將會發(fā)生破壞，粘度、切力均會增大，這就要求鉆井液低溫條件下不凝固，并滿足相應(yīng)的流變性。

冰層、極地以及賦存天然氣水合物的永凍層等低溫地層的鉆進，所用的低溫鉆井液在冰點以下能夠正常工作顯得尤為重要。很多研究人員對低溫鉆井液進行了大量的研究，其中ZL200910157353.1 中公開了一種微泡鉆井液，但這種鉆井液抗溫性能在120℃以下，不能滿足冰點以下的工作環(huán)境；CN 103834371A公開的鉆井液在-5℃下塑性粘度為15mPa·s，API濾失量為5 .0mL，在-35℃下仍具有流動性。但該鉆井液僅對流變性進行了評價與優(yōu)化，未考慮井壁穩(wěn)定性、水合物抑制性以及濾失性能等綜合性能。

綜上所述，研制一種適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液，對于石油行業(yè)的發(fā)展顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液及其制備方法，該鉆井液可以在冰點以下進行正常的工作，不影響鉆井液的其他性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液，原料組成按重量份數(shù)配比如下：水100-150份、膨潤土20-30份、堿20-25份、鹽類抑制劑10-15份、氧化鋁1-5份、聚季銨鈉1-5份、發(fā)泡劑1-5份、泡沫增強劑1-3份、降濾失劑1-3份、潤滑劑1-3份。

所述的堿為氫氧化鈉或碳酸鈉。

所述的鹽類抑制劑為氯化鈉、氯化鈣、溴化鈉或氯化鉀中的一種。

所述的發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。

所述的泡沫增強劑為十二醇與三乙醇胺質(zhì)量份數(shù)比為2:1的混合物。

所述的降濾失劑為黃原膠或高粘羧甲基纖維素鈉，降濾失劑與鹽類抑制劑的重量份數(shù)比為1:5-10。

所述的潤滑劑為植物油或礦物油中至少一種。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種該鉆井液的制備方法，具體如下，在常溫常壓下，依次加入各成分按上述份數(shù)配比稱取，混合均勻后攪拌1-3小時，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為300-500r/min，即得產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果。

本發(fā)明中，鹽類抑制劑中鹽的濃度對石油和天然氣化合物的抑制起決定性作用，在油基鉆井液中天然氣水合物的形成主要由水相的鹽成分控制，本發(fā)明的鉆井液具有良好的水合物抑制性，在-5℃、15MPa條件下可保證鉆井液攪拌16h無水合物生成；可以使在冰點以下的鉆井液發(fā)揮正常的作用；本發(fā)明的鉆井液在-5℃低溫下具有良好的流動性，塑性粘度≤ 40mPa·s，動切力≤25Pa；減少了鉆具的摩擦阻力；能夠有效的防止鉆卡，防止鉆頭包泥；有效的延長了鉆具的使用壽命，可使用10年左右；本發(fā)明中發(fā)泡劑與泡沫增強劑聯(lián)合使用，可以保證該微泡沫鉆井液的發(fā)泡率及泡沫密度較高。

本發(fā)明中的原料配方簡單，與現(xiàn)有的鉆井液相比有機溶劑含量較少，對地質(zhì)環(huán)境的污染??；且配制原料成本低，來源廣泛，對環(huán)境沒有污染，屬于環(huán)境友好型材料，抗污染性能優(yōu)良，使用安全的優(yōu)點，具有很大的應(yīng)用潛力。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例1。

一種用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液，原料組成按重量份數(shù)配比如下：水100份、膨潤土20份、氫氧化鈉20份、氯化鈉10份、氧化鋁1份、聚季銨鈉1份、十二烷基硫酸鈉1份、十二醇2份、三乙醇胺1份、黃原膠1份、植物油1份。

該鉆井液的制備方法，具體如下，在常溫常壓下，依次加入各成分按上述份數(shù)配比稱取，混合均勻后攪拌1小時，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為500r/min，即得產(chǎn)品。

實施例2。

一種適用于低溫環(huán)境的微泡鉆井液，原料組成按重量份數(shù)配比如下：水150份、膨潤土30份、碳酸鈉25份、氯化鈣15份、氧化鋁5份、聚季銨鈉5份、十二烷基苯磺酸鈉5份、十二醇2份、三乙醇胺1份、高粘羧甲基纖維素鈉3份、植物油1份和礦物油3份。