[發明專利]一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑及制備方法

有效

• 申請號: 201611226415.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108239522B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 邱在磊;陳紅壯;朱兵;聶育志;江維;李潔;王浩任;馬鵬
• 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石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/035;C09K8/467
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及油氣田鉆井及油田化學助劑領域的一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑及制備方法。所述鉆井液用微納米封堵潤滑劑包含重量份數計的以下組分：納米乳液100～200份及復合石墨微粉100份，所述鉆井液用微納米封堵潤滑劑還可包括分散劑。所述納米乳液由包含石蠟、白油、復合乳化劑、乳化助劑及水在內的組分采用轉相乳化法制備而成。所述鉆井液用微納米封堵潤滑劑抗溫達150℃，對鉆井液粘度無不良影響，可顯著降低鉆井液濾失量，并可顯著改善泥餅質量，降低鉆具摩擦阻力，提高機械鉆速，可利用自身小尺寸效應快速架橋封堵泥頁巖微裂隙，防止固相顆粒和濾液侵入地層，起到良好封堵效果，特別適用于0.05～50μm的細小孔吼封堵。

技術領域

本發明涉及油氣田鉆井及油田化學助劑領域，更進一步說，涉及一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑及制備方法。

背景技術

鉆井液是指用于油氣層鉆井過程中以其多功能性滿足鉆井工作需要的循環流體，其主要功用包括攜帶鉆屑、穩定井壁和平衡地層壓力、冷卻潤滑鉆頭鉆具、保護油氣層等等，其性能直接影響鉆進效率、井下安全和施工成本，是鉆井作業的重要組成部分。

較高的潤滑性是鉆井液基本性能之一，它可以降低井壁與鉆具的摩擦，減少卡鉆事故的發生，同時降低鉆柱旋轉扭矩，提高機械轉速，縮短施工工期。提高鉆井液潤滑性的傳統方法是在鉆井液中混入原油、礦物油或者植物油等，同時為了提高其穩定性需要加入大量表面活性劑，促使油脂在鉆井液中充分分散，施工成本升高的同時也易造成環境污染且對后續地質錄井帶來不利。除此以外，在鉆井液中加入固體惰性材料，實現以滾動摩擦替代滑動摩擦的摩擦方式轉變，如塑料小球、玻璃小球等，但由于受到固體尺寸的限制，這些固相材料很容易被固控設備除去，而且在強擠壓或震蕩下，有破壞或者變形的可能性。近幾年發展起來的有機合成聚合物類潤滑劑，基本克服了傳統潤滑劑的弊端，但成本稍高且不具備任何封堵性能。

能夠有效封堵地層空隙和微裂縫的鉆井液處理劑稱為封堵劑，其主要作用是通過封堵地層微裂隙防止固相顆粒以及濾液侵入地層，從而保持井壁穩定，起到防塌、防漏、保護油氣層的目的。但是，目前鉆井液中使用的各類封堵劑均沒有潤滑性，而潤滑劑又缺少封堵性，為實現鉆井液良好的潤滑性、封堵性，不得不添加多種化學處理劑。開發一種兼備高潤滑性及強封堵性的微納米封堵潤滑劑成為市場的迫切需求。

公開號為CN104559972A的中國專利提供了一種納米乳液與超細碳酸鈣的復配，用作封堵材料，未提說對潤滑性能的影響。經過本實驗室重復試驗，超細碳酸鈣為惰性材料，為沙石的研磨物，添加鉆井液后對產品的極壓潤滑性影響比較大，僅僅提高了封堵性能，卻使得鉆井液的潤滑性下降，應用價值不高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑，具體地說涉及一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑及制備方法。本發明的一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑主要用于石油、天然氣開采鉆井作業中降低鉆具與地層的摩擦阻力，提高鉆井液封堵性能。該發明提供的微納米封堵潤滑劑具有良好的潤滑性、封堵性，具有一劑多效的作用，避免了處理劑的重復添加及處理劑之間不兼容問題，克服了傳統化學處理劑一劑一效的弊端，可應用于30℃～150℃的深井、定向井和水平井等鉆井施工作業中。

本發明目的之一的一種鉆井液用微納米封堵潤滑劑，包含重量份數計的以下組分：

納米乳液 100～200份，優選150～180份；

復合石墨微粉 100份。

其中，所述納米乳液可包含重量份數計的以下組分：

30～50份石蠟，優選40～50份；

30～50份白油，優選40～50份；

20～30份復合乳化劑，優選22～25份；

0.5～1.0份乳化助劑，優選0.5～0.7份；

100份水。