[發(fā)明專利]一種雙連續(xù)相微乳液、其制備方法以及含有該微乳液的鉆井液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910299446.1
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109971441B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任妍君;翟玉芬;蒲曉林;王貴;游利軍;伍連松
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: C09K8/36
• 分類號: C09K8/36;C07C233/78;C07C231/02;C07C231/14
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

本發(fā)明提供的一種雙連續(xù)相微乳液，包括乳化劑、水溶性酸、油相、水相，乳化劑為胺類非離子型乳化劑。本發(fā)明還公開了包含所述微乳液的鉆井液，包括所述微乳液、油基穩(wěn)定劑、有機土、加重材料。本發(fā)明還公開了上述微乳液和鉆井液的制備方法，先將其他原材料混合，再加水溶性酸誘導(dǎo)得到雙連續(xù)相微乳液和鉆井液，或者先將其他原料和水溶性酸混合，得到雙連續(xù)相微乳液，再添加鉆井液附加劑，得到雙連續(xù)鉆井液。其優(yōu)點在于，本發(fā)明的雙連續(xù)相微乳液，具有獨特的油相、水相雙連續(xù)特征及高切力、低塑性黏度和粘彈性的流變學(xué)特征，用于鉆井液時能夠同時表現(xiàn)出油基與水基鉆井液各自的優(yōu)點，又增強了鉆井液的傳遞水動力、懸浮和攜帶巖屑以及井眼清潔的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田化學(xué)及膠體技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種雙連續(xù)相微乳、其制備方法以及含有該微乳液的鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)

在鉆井過程中，鉆井液通過鉆柱到達(dá)地層，再由鉆頭噴出進(jìn)入鉆柱與井壁之間的環(huán)隙空間，最后返回地面。在這過程中，鉆井液主要提供懸浮和攜帶巖屑、平衡地層壓力和穩(wěn)定井壁、冷卻和潤滑鉆頭鉆具、傳遞水動力等功用，并盡可能減少對油氣儲層和生態(tài)環(huán)境的影響等，因此，鉆井液被稱為鉆井的血液。

現(xiàn)有技術(shù)中，常用的鉆井液主要包括水基鉆井液和油基鉆井液。水基鉆井液易于清洗，但是容易引起頁巖地層水化膨脹、不利于井壁穩(wěn)定，并且，潤滑性不好，容易引起卡鉆，尤其不利于鉆進(jìn)井斜角度較大的井眼。相比于水基鉆井液，油基鉆井液在抑制頁巖地層水化膨脹和潤滑性方面占據(jù)優(yōu)勢，尤其適用于應(yīng)對復(fù)雜鉆井環(huán)境和頁巖氣等非常油氣藏的鉆探中。但是，常規(guī)油基鉆井液不易于清洗，導(dǎo)致完井和固井困難、含油鉆屑污染等問題。可逆逆乳化鉆井液是一種新型的油基鉆井液，具有可逆特性，即：在鉆井過程中以油基鉆井液的形式存在，表現(xiàn)出優(yōu)異的濾失性、抑制性和潤滑性，而在鉆井后的作業(yè)中可以經(jīng)水溶性酸處理或通過改變體系鹽度的方式轉(zhuǎn)相為水基鉆井液，從而便于清洗?？赡婺嫒榛@井液兼顧了油基鉆井液和水基鉆井液的優(yōu)點。例如US5888944和US6218342提供了一種由pH調(diào)控轉(zhuǎn)相的可逆逆乳化鉆井液，該鉆井液采用直鏈烷基胺類表面活性劑作為核心乳化劑，復(fù)配常規(guī)處理劑，形成W/O型油基鉆井液，表現(xiàn)出與傳統(tǒng)油基鉆井液相當(dāng)?shù)牧己玫你@井性能，當(dāng)與鹽酸等水溶性酸接觸后該鉆井液體系可以從W/O型轉(zhuǎn)相為O/W型，表現(xiàn)出與水基鉆井液相當(dāng)?shù)囊子谇逑吹奶攸c。雖然這類可逆逆乳化鉆井液已在西非、北海等地區(qū)成功應(yīng)用，但是，酸性清洗液的使用帶來了諸多相當(dāng)不便：需要增添特殊的化學(xué)添加劑和設(shè)備來解決酸液輸送系統(tǒng)的控溫、控速、防腐問題，這不僅導(dǎo)致成本增加、工序變復(fù)雜、工程量增加，還增加了環(huán)境污染的風(fēng)險。例如Jinheng Ren等在2017年10月在印度尼西亞雅加達(dá)舉辦的SPE/IATMIAsia Pacific OilGas Conference and Exhibition上發(fā)表了一篇名為“The ReversibleEmulsion Controlled by Inorganic Salt at High Temperature or Low PermeabilityReservoir”的文章，該文章提供了一種由鹽度調(diào)控轉(zhuǎn)相的可逆逆乳化鉆井液，該鉆井液采用十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和石油磺酸鈉的組合物作為核心乳化劑，該體系經(jīng)多價金屬鹽(如MgCl₂，AlCl₃，CrCl₃.6H₂O)誘導(dǎo)可逆轉(zhuǎn)為W/O型，而后再經(jīng)陰離子(如CO₃^2-，OH^-，SiO₃^2-)誘導(dǎo)反轉(zhuǎn)回O/W型。這種由鹽度調(diào)控轉(zhuǎn)相的可逆逆乳化鉆井液尚處于實驗室研究階段，存在諸多不足，比如：用于鉆井階段的W/O型體系需要添加高價無機鹽方能得到，并且得到的W/O型體系非常不穩(wěn)定(破乳電壓≤160V，遠(yuǎn)低于鉆井工程要求≥400V；抗溫范圍≤90℃)，再者，多價金屬鹽的大量添加會加重鉆井液的環(huán)境污染問題。

發(fā)明內(nèi)容