[發(fā)明專利]水基鉆井液用增效劑及其制備方法、水基鉆井液和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010681912.5
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111732940B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 全曉虎;曹宇;尤維志;楊靜;王義虎;馬洪禮;黃耀存;尤志良;劉志華;倪長宇;余加水;劉鵬;王亞超;黃凱;杜慶福;吳義成;劉祖磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石大博誠科技有限公司
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/035;C09K8/42;C09K8/22;C09K8/24;C09K8/504;C09K8/506;E21B21/00
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11617
• 代理人: 劉瑩

本發(fā)明提出水基鉆井液用增效劑及其制備方法、水基鉆井液和應(yīng)用，屬于鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，該增效劑由包括如下重量份數(shù)的原料制備而得：苯乙烯磺酸鈉15～25份，烯丙基三甲基氯化銨8～15份，雙十二烷基二甲基溴化銨2～8份，正辛基三乙氧基硅烷1～5份，丙基三乙氧基硅烷1～5份，月桂醇磺基琥珀酸酯二鈉1～5份，納米二氧化硅10～20份，石蠟8～15份等。該增效劑可用于水基鉆井液的制備及頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域，可降低巖石表面自由能，改變水相或油相與巖石儲層表面的接觸角，阻止水相或油相進入儲層，并且，可同時作為抑制劑、潤滑劑和油氣層保護劑使用。此外，該增效劑具有微?納結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)對不同尺寸微裂縫的全尺寸封堵。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及水基鉆井液用增效劑及其制備方法、水基鉆井液和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著鉆井技術(shù)的日益發(fā)展，超深井、大位移井等高難度井成為油氣鉆探的主要研究方向。但鉆探過程中鉆遇泥頁巖地層時，泥頁巖遇傳統(tǒng)鉆井液易水化膨脹分散，難以鉆達有效油氣層，從而導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、儲層損害等問題。

2000年后，蔣官澄教授等人首次提出了“多孔介質(zhì)油氣藏氣濕性基礎(chǔ)理論體系”，并建立了油氣藏巖石表面的雙疏性理論，可有效解決井壁失穩(wěn)問題。CN108165241B公開了一種超疏水型復(fù)合材料，將納米TiO₂和納米SiO₂進行第一混合后，得到納米TiO₂和納米SiO₂的分散液與含氟硅偶聯(lián)劑混合，該雙疏型復(fù)合材料能夠在水基鉆井液中使用，可強抑制水化膨脹分散，有效解決井壁失穩(wěn)、儲層損害等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種水基鉆井液用增效劑及其制備方法、水基鉆井液及其制備方法和應(yīng)用，該增效劑具有疏水疏油性，可強抑制水化膨脹分散、具有良好潤滑作用、良好儲層保護效果、毒性低、配伍性好。

一方面，本發(fā)明提出一種水基鉆井液用增效劑，由包括如下重量份數(shù)的原料制備而得：

苯乙烯磺酸鈉15～25份，烯丙基三甲基氯化銨8～15份，雙十二烷基二甲基溴化銨2～8份，正辛基三乙氧基硅烷1～5份，丙基三乙氧基硅烷1～5份，月桂醇磺基琥珀酸酯二鈉1～5份，納米二氧化硅10～20份，石蠟8～15份，乙醇2～8份，水25～35份。

進一步地，納米二氧化硅的粒徑為100～500nm。

又一方面，本發(fā)明提出上述任一增效劑的制備方法，包括如下步驟，

1)將雙十二烷基二甲基溴化銨與蒸餾水、乙醇混合后，升溫至65～75℃，加入納米二氧化硅、正辛基三乙氧基硅烷、石蠟，反應(yīng)，得表面改性產(chǎn)物；

2)將上述表面改性產(chǎn)物降溫，加入苯乙烯磺酸鈉，烯丙基三甲基氯化銨、月桂醇磺基琥珀酸酯二鈉，丙基三乙氧基硅烷，升溫至50～75℃，反應(yīng)，得增效劑。

進一步地，步驟1)中，反應(yīng)的溫度為65～75℃；反應(yīng)的時間為2～3h。

進一步地，步驟2)中，反應(yīng)產(chǎn)物降溫至20～40℃；反應(yīng)的溫度為50～75℃；反應(yīng)的時間為8～16h。

又一方面，本發(fā)明提出一種水基鉆井液，包括上述任一增效劑。

進一步地，由包括如下重量份數(shù)的原料制備而得：

90～110份土漿、2～4份增效劑、1～2份仿生抑制劑、2～3份仿生封堵劑、2～3份仿生固壁劑、1～3份抗高溫降濾失劑、1～3份鍵合潤滑劑、0.2～0.5份包被劑、4～30份鹽、加重劑。

進一步地，仿生抑制劑為芳香胺鹽酸鹽；

仿生封堵劑為聚酰亞胺改性的納米氧化石墨烯；

仿生固壁劑為主鏈為甲基丙烯酸酯共聚物，側(cè)鏈接枝鹽酸多巴胺。