本發(fā)明涉及油基鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無土相油包水鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)：

鉆井液是鉆探過程中鉆孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)，主要由分散介質(zhì)(連續(xù)相)、分散相和添加劑組成。根據(jù)流體介質(zhì)的不同，鉆井液總體上可分為水基鉆井液、油基鉆井液和氣體型鉆井流體三種類型。其中，油基鉆井液具有防塌效果好、抗污染能力強、良好的熱穩(wěn)定性和潤滑性的特點，特別適用于易塌水敏地層、深井高溫層段、低壓低滲地層、定向井和海洋深水鉆井。油包水鉆井液是以油為連續(xù)相，水為分散相，結(jié)合處理劑形成的鉆井液體系，其具有油基鉆井液的優(yōu)點。

鉆井液的性能與技術(shù)指標包括很多項，如密度、黏度、切力和濾失量等等。其中，油基鉆井液的切力直接影響到攜巖效果、重晶石沉降、當量循環(huán)密度、激動壓力等，只有適當控制切力并保持其穩(wěn)定，才能成功鉆探復雜井，尤其是深水井、高溫高壓井和安全密度窗口窄的井段。目前，常規(guī)油基鉆井液采用有機土提供黏切力，有機土是由親水的膨潤土與季銨鹽類陽離子表面活性劑發(fā)生相互作用后制成的親油黏土。然而，有機土存在著活化慢、易高溫稠化，塑性黏度較高，不利于現(xiàn)場維護等缺點，從而會減少油基鉆井液的使用壽命，減小固相容量，且易污染低滲透儲層。因此，近年來國內(nèi)外先后開展了無土相油基鉆井液的相關(guān)研究。

專利US7572755公開了以液體石蠟油和精煉礦物油的混合物作為連續(xù)相的無土相油包水鉆井液體系，其使用癸酸乙烯酯類油溶性聚合物提高鉆井液油相黏度，形成高性能低破裂點膠體，并可顯著降低泥漿漏失。所述無土相油包水鉆井液主要靠癸酸乙烯酯類油溶性聚合物提高體系的黏切力，控制流變性和懸浮穩(wěn)定性，但其成本較高，不利于推廣應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種無土相油包水鉆井液及其制備方法，本申請?zhí)峁┑你@井液具有良好的流變性和懸浮穩(wěn)定性，且成本較低。

本發(fā)明提供一種無土相油包水鉆井液，包括以下重量百分比的組分：

15％～75％的基油；

3％～33％的鹽水；

0.8％～5％的提切劑，所述提切劑選自苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650；

0.4％～6％的乳化劑；

0.3％～3％的堿度調(diào)節(jié)劑；

0.5～3％的降濾失劑；

0～75％的加重材料。

優(yōu)選地，所述鉆井液的密度為0.9g/cm³～2.2g/cm³。

優(yōu)選地，所述基油選自0^#柴油或5^#白油。

優(yōu)選地，所述鹽水選自氯化鈣水溶液、氯化鈉水溶液和氯化鉀水溶液中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述堿度調(diào)節(jié)劑選自氧化鈣和氧化鎂中的至少一種。

優(yōu)選地，所述加重材料選自重晶石、鐵礦粉或四氧化三錳。

優(yōu)選地，所述降濾失劑選自氧化瀝青或腐殖酸酰胺。

優(yōu)選地，所述乳化劑包括主乳化劑和輔乳化劑，所述主乳化劑選自C12～22烷基脂肪酸酰胺；

所述輔乳化劑選自C8～14烷基脂肪酸酰胺。

優(yōu)選地，所述乳化劑包括0.2％～3％的主乳化劑和0.2％～3％的輔乳化劑。

本發(fā)明還提供一種無土相油包水鉆井液的制備方法，包括以下步驟：

以重量百分比計，將15％～75％的基油、3％～33％的鹽水、0.4％～6％的乳化劑、0.3％～3％的堿度調(diào)節(jié)劑、0.5％～3％的降濾失劑、0～75％的加重材料和0.8％～5％的提切劑混合，得到無土相油包水鉆井液；

所述提切劑選自苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請可在不含有機土的情況下，使用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650作為提切劑，并采用乳化劑和降濾失劑等為主要處理劑配制出無土相油包水鉆井液。所述無土相油包水鉆井液成本較低，適用范圍廣，其油水比可在7:3～9:1之間可調(diào)，密度可在0.9g/cm³～2.2g/cm³之間可調(diào)，在80℃～150℃范圍內(nèi)具有較好的流變性能、懸浮穩(wěn)定性和濾失量控制能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1所得提切劑的納米激光粒度分析圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供了一種無土相油包水鉆井液，包括以下重量百分比的組分：

15％～75％的基油；

3％～33％的鹽水；

0.8％～5％的提切劑，所述提切劑選自苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650；

0.4％～6％的乳化劑；

0.3％～3％的堿度調(diào)節(jié)劑；

0.5～3％的降濾失劑；

0～75％的加重材料。

為提高國內(nèi)油基鉆井液的技術(shù)水平，完善油基鉆井液體系，本發(fā)明提出一種可以柴油或白油為基油的無土相油包水鉆井液，其成本較低，且具有良好的流變性、懸浮穩(wěn)定性和濾失量控制能力等。

以重量百分比計，本發(fā)明提供的無土相油包水鉆井液包括15％～75％的基油，優(yōu)選包括18.7％～74.3％的基油。在本發(fā)明的實施例中，所述基油為柴油或白油，成本低且適用范圍廣。本發(fā)明對所述基油的來源沒有特殊限制，所述基油優(yōu)選自0^#柴油或5^#白油。

以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括3％～33％的鹽水，優(yōu)選包括3.2％～31.5％的鹽水。所述鹽水為油包水鉆井液中的水相，優(yōu)選自氯化鈣(CaCl₂)水溶液、氯化鈉(NaCl)水溶液和氯化鉀(KCl)水溶液中的一種或多種，更優(yōu)選為氯化鈣水溶液。所述鹽水的質(zhì)量濃度可為20％～30％；在本發(fā)明的一個實施例中，所述鹽水為質(zhì)量濃度為20％的CaCl₂水溶液。

以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括0.3％～3％的堿度調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選包括0.5％～2.6％的堿度調(diào)節(jié)劑。所述堿度調(diào)節(jié)劑優(yōu)選自氧化鈣和氧化鎂中的至少一種，更優(yōu)選為氧化鈣。

以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括0.4％～6％的乳化劑，優(yōu)選包括1％～5.2％的乳化劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述乳化劑包括主乳化劑和輔乳化劑。其中，所述主乳化劑為長鏈烷基脂肪酸酰胺，優(yōu)選自C12～22烷基脂肪酸酰胺。所述輔乳化劑為短鏈烷基脂肪酸酰胺，優(yōu)選自C8～14烷基脂肪酸酰胺。在本發(fā)明的一個實施例中，所述乳化劑包括0.2％～3％的主乳化劑和0.2％～3％的輔乳化劑，優(yōu)選包括0.5％～2.6％的主乳化劑和0.5％～2.6％的輔乳化劑。在本發(fā)明的實施例中，所述長鏈烷基脂肪酸酰胺的烷基鏈和短鏈烷基脂肪酸酰胺的烷基鏈均不是單一的，分別在上述范圍即可。

以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括0.5～3％的降濾失劑，優(yōu)選包括0.6％～1.8％的降濾失劑。在本發(fā)明中，所述降濾失劑優(yōu)選自氧化瀝青或腐殖酸酰胺。本發(fā)明對所述降濾失劑的來源沒有特殊限制，采用相應的市售產(chǎn)品即可。

以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括0.8％～5％的提切劑，優(yōu)選包括1.0％～4.8％的提切劑。由于油包水基鉆井液中的外相為非極性油相，與水基鉆井液相比難以通過氫鍵等形成較強的相互作用力，因此，本發(fā)明采用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650為提切劑，以實現(xiàn)鉆井液的黏度和切力，且與鉆井液中其他處理劑有良好的配伍性。

在本發(fā)明中，所述提切劑優(yōu)選自弱交聯(lián)苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650。本發(fā)明對所述提切劑的來源沒有特殊限制，可以自行制備得到，也可以從市場上購買獲得。在本發(fā)明的實施例中，所述提切劑加入質(zhì)量為0^#柴油的4％時，在其中表觀黏度為20mPa·s～50mPa·s，且動塑比在0.2～1.35之間。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物的氫化程度可為80％～100％。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述提切劑具有式I結(jié)構(gòu)：

式I；

式I中，0.2≤x≤0.5，0≤y≤0.2，0.4≤z≤0.8，0.001≤w≤0.02；

R₁選自式1、式2或式3所示的基團：

式1；-CH₂CH₂CONHCH₂NHCOCH₂CH₂-式2；式3，其中，n1選自2、4或6；

R₃為式4所示的基團：

式4，其中，n2選自0、1、3或5；

R₄選自式5或式6所示的基團：

式5，其中，n3選自9、11、13、15、17、21或25；

式6；

R₂為苯基；

R₅、R₆和R₇獨立地選自氫或甲基。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述提切劑具有式I結(jié)構(gòu)，其屬于弱交聯(lián)苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，具有良好的增黏提切性能。式I中，R₁選自式1、式2或式3所示的基團，R₁起到交聯(lián)作用，能保證聚合物在油相中分散而不溶解；R₁交聯(lián)度的大小不僅影響交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的大小，而且影響長烷基鏈的舒展程度，從而同時影響聚合物在油相中的增粘提切性能。

在本發(fā)明實施例具有式I結(jié)構(gòu)的提切劑中，R₂為苯基(C₆H₅-)；R₂為剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)，主要影響聚合物的抗溫性能。R₃為式4所示的基團，R₄選自式5或式6所示的基團；R₃和R₄為帶有不同長度烷基鏈的酯基，能保證聚合物與油的相容性以及聚合物分子之間的相互作用，主要影響聚合物在油相中的結(jié)構(gòu)力和懸浮穩(wěn)定性能。在本發(fā)明中，R₅、R₆和R₇獨立地選自氫(H)或甲基(CH₃-)。并且，x、y和z為形成聚合物的各單體的摩爾數(shù)；w為形成聚合物的交聯(lián)劑占單體總和的百分比。在本發(fā)明中，0.2≤x≤0.5；0≤y≤0.2；0.4≤z≤0.8；0.001≤w≤0.02，優(yōu)選0.004≤w≤0.01。

在無有機土存在時，鉆井液的黏度和切力很難保證，而以上結(jié)構(gòu)基團及其比例都是決定本發(fā)明提切劑性能的關(guān)鍵所在。本申請?zhí)崆袆┑年P(guān)鍵是保證其在非極性的油相中均勻分散，且互相之間能夠形成一定的結(jié)構(gòu)力，懸浮加重材料和攜帶鉆屑，從而保證鉆井液的綜合性能。具體說來，本發(fā)明實施例采用的提切劑可快速在油相中溶脹分散，形成具有剛性核、柔性殼的微粒，其中，剛性核起到懸浮支撐作用，柔性殼之間可相互纏繞形成一定的結(jié)構(gòu)力，最終在油相中形成具有一定黏度和切力的膠體懸浮液，從而起到控制鉆井液流變性能和懸浮穩(wěn)定性的作用。另外，在鉆井液中加入所述提切劑，可有效 增加液相黏度，增大濾失阻力，因此其也可起到輔助降低濾失量的作用。

在本發(fā)明實施例中，所述具有式I結(jié)構(gòu)的提切劑的粒徑優(yōu)選為80nm～120nm，更優(yōu)選為90nm～100nm。在本發(fā)明的一個實施例中，所述提切劑的粒徑為96nm；由于其比表面積大，在油相中更易分散形成膠體懸浮液。

具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述提切劑可具有式II結(jié)構(gòu)：

式II。

本發(fā)明實施例對所述具有式I結(jié)構(gòu)的提切劑的來源沒有特殊限制，優(yōu)選按照以下方法制得：

A)將油相物料加入水相物料中進行乳化，得到水包油乳液；

所述水相物料包括水、乳化劑和第一引發(fā)劑，所述第一引發(fā)劑選自偶氮類引發(fā)劑或酰類過氧化物引發(fā)劑；

所述油相物料包括1～20重量份的第一單體、0～15重量份的第二單體、10～50重量份的第三單體和0.1～0.5重量份的交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑選自對二乙烯基苯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯或N,N亞甲基雙丙烯酰胺，所述第一單體選自苯乙烯或α-甲基苯乙烯，所述第二單體具有式7結(jié)構(gòu)，所述第三單體具有式8結(jié)構(gòu)或式9結(jié)構(gòu)；

式7，其中，n2選自0、1、3或5；

式8，其中，n3選自9、11、13、15、17或21；

式9；其中，R₈、R₉和R₁₀獨立地選自氫或甲基；

B)將步驟A)得到的水包油乳液在第二引發(fā)劑存在下進行聚合反應，得到提切劑；所述第二引發(fā)劑選自過硫酸鹽類引發(fā)劑或過氧化氫類引發(fā)劑。

以上制備方法將油相物料加入水相物料中，加完后乳化一定時間，得到穩(wěn)定的水包油乳液。

在以上制備方法中，所述油相物料包括1～20重量份的第一單體、0～15重量份的第二單體、10～50重量份的第三單體和0.1～0.5重量份的交聯(lián)劑。其中，所述油相物料優(yōu)選包括1.17～18.75重量份的第一單體，所述第一單體選自苯乙烯或α-甲基苯乙烯。所述油相物料優(yōu)選包括0～10.45重量份的第二單體，所述第二單體具有式7結(jié)構(gòu)，即所述第二單體選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯。

所述油相物料優(yōu)選包括10.06～45.41重量份的第三單體，所述第三單體具有式8結(jié)構(gòu)或式9結(jié)構(gòu)，即所述第三單體選自丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯(丙烯酸月桂酯)、甲基丙烯酸十二酯(甲基丙烯酸月桂酯)、丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸二十二酯、丙烯酸異癸酯或甲基丙烯酸異癸酯。

所述油相物料優(yōu)選包括0.11～0.39重量份的交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑選自對二乙烯基苯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(即二甲基丙烯酸乙二醇酯)或N,N亞甲基雙丙烯酰胺。

所述油相物料優(yōu)選按照以下方法制得：將上述各單體和交聯(lián)劑在溫度為40℃的條件下混合，得到油相物料。在本發(fā)明的一個實施例中，稱取1.17～18.75重量份的第一單體、0～10.45重量份的第二單體、10.06～45.41重量份的第三單體和0.11～0.39重量份的交聯(lián)劑于燒杯中，在40℃下攪拌均勻為油相。

在以上制備方法中，所述水相物料包括水、乳化劑和第一引發(fā)劑。其中，所述第一引發(fā)劑選自偶氮類引發(fā)劑或酰類過氧化物引發(fā)劑，優(yōu)選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁醚鹽酸鹽和過氧化二苯甲酰中的一種或多種。所述水相物料優(yōu)選包括0.05～0.3重量份的第一引發(fā)劑，更優(yōu)選包括0.06～0.24重量份的第一引發(fā)劑。

所述水相物料中，所述乳化劑優(yōu)選包括第一乳化劑和第二乳化劑。所述第一乳化劑優(yōu)選自辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯和聚乙二醇單月桂酸酯中的一種或多種；所述第二乳化劑優(yōu)選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。所述水相物料優(yōu)選包括1～5重量份的第一乳化劑，更優(yōu)選包括1.45～3.04重量份的第一乳化劑；所述水相物料優(yōu)選包括0.5～3重量份的第二乳化劑，更優(yōu)選包括0.96～2.26重量份的第二乳化劑。

所述水相物料以水為主要物料，優(yōu)選包括45～80重量份的水，更優(yōu)選包括47.80～76.68重量份的水；所述水通常為蒸餾水。在本發(fā)明的一個實施例中，所述水相物料包括45～80重量份的水、1～5重量份的第一乳化劑、0.5～3重量份的第二乳化劑和0.05～0.3重量份的第一引發(fā)劑。

所述水相物料優(yōu)選按照以下方法制得：將水、乳化劑和第一引發(fā)劑在溫度為40℃的條件下混合，得到水相物料。在本發(fā)明的一個實施例中，稱取47.80～76.68重量份的水、1.45～3.04重量份的第一乳化劑、0.96～2.26重量份的第二乳化劑和0.06～0.24重量份的第一引發(fā)劑置于四口燒瓶中，在40℃下攪拌溶解成水相。

以重量份數(shù)為100計，以上制備方法將上述油相通過滴液漏斗加入水相，優(yōu)選在30min～60min內(nèi)滴完，維持攪拌進行乳化，得到水包油乳液。其中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為400rpm～600rpm；所述乳化的時間優(yōu)選為1hr～2hr，上述油相和水相混合成為穩(wěn)定的水包油乳液。

得到水包油乳液后，以上制備方法將其升溫，加入第二引發(fā)劑，優(yōu)選在攪拌的條件下進行聚合反應，得到油分散型聚合物。

在以上制備方法中，所述第二引發(fā)劑選自過硫酸鹽類引發(fā)劑或過氧化氫類引發(fā)劑，優(yōu)選自過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫和叔丁基過氧化氫中的一種或多種。所述聚合反應的溫度優(yōu)選為70℃～85℃；所述聚合反應的時間優(yōu)選 為6h～9h。在本發(fā)明的一個實施例中，將得到的水包油乳液升溫至70℃～85℃，加入0.1～0.5重量份、優(yōu)選加入0.13～0.44重量份的第二引發(fā)劑，攪拌反應6h～9h，得到油分散型聚合物，即得到油基鉆井液用提切劑。本發(fā)明制得的油分散型聚合物具有良好的增黏提切性能，適用于無土相油基鉆井液；同時其合成方法簡單且污染較小。

除了上述的乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、降濾失劑和提切劑等，以重量百分比計，所述無土相油包水鉆井液包括0～75％的加重材料，優(yōu)選包括0～74.8％的加重材料。在本發(fā)明的實施例中，所述無土相油包水鉆井液可不包括加重材料，即所述加重材料的重量百分比為0；而所述加重材料的加入，則更利于調(diào)整鉆井液的密度等，以滿足不同類型井的鉆探需要。在本發(fā)明中，所述加重材料優(yōu)選自重晶石、鐵礦粉或四氧化三錳。所述加重材料可采用市售產(chǎn)品，如采用新疆庫車縣塔北泥漿材料有限公司提供的鉆井液用活化鐵礦粉。在本發(fā)明的實施例中，所述鉆井液的密度可為0.9g/cm³～2.2g/cm³，優(yōu)選為1.2g/cm³～2.0g/cm³。

為進一步提高鉆井液的性能，本發(fā)明提供的無土相油包水鉆井液還可包括潤濕劑等處理劑。

本發(fā)明實施例所提供的無土相油包水鉆井液的組成主要為：基油、鹽水、提切劑、降濾失劑、主乳化劑、輔乳化劑和堿度調(diào)節(jié)劑，其油水比和密度可調(diào)，在一定溫度范圍內(nèi)具有較好的流變性能、懸浮穩(wěn)定性和濾失量控制能力，成本較低且適用范圍廣，利于應用。

相應的，本發(fā)明還提供了一種無土相油包水鉆井液的制備方法，包括以下步驟：

以重量百分比計，將15％～75％的基油、3％～33％的鹽水、0.4％～6％的乳化劑、0.3％～3％的堿度調(diào)節(jié)劑、0.5％～3％的降濾失劑、0～75％的加重材料和0.8％～5％的提切劑混合，得到無土相油包水鉆井液；

所述提切劑選自苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、氫化苯乙烯-C4～6二烯烴共聚物、液體聚異戊二烯、乙烯-丙烯共聚物或聚酰胺650。

本發(fā)明實施例在基油中分別加入以上重量百分比的提切劑、乳化劑和堿度調(diào)節(jié)劑等處理劑，攪拌使混合均勻，得到無土相油包水鉆井液。

在本發(fā)明中，所述基油和提切劑等處理劑與上文所述的內(nèi)容一致，在此不再贅述。本發(fā)明對各物料的加入順序沒有特殊限定，優(yōu)選在基油中依次加入提切劑、乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、降濾失劑和鹽水。在本發(fā)明的一個實施例中，在基油中依次加入提切劑、主乳化劑和輔乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、降濾失劑、鹽水和加重材料，即得鉆井液。

在本發(fā)明中，各物料的混合優(yōu)選在攪拌的條件下進行；所述攪拌的速度優(yōu)選為10000rpm～12000rpm，如在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌。本發(fā)明可在每次加入物料時攪拌一定時間，每次攪拌的時間優(yōu)選為5min～20min。此外，本發(fā)明對所述混合的溫度沒有特殊限制。

在本發(fā)明的一個實施例中，在基油中加入提切劑，在10000rpm～12000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min～20min，然后加入乳化劑，繼續(xù)攪拌5min～20min，加入堿度調(diào)節(jié)劑，攪拌5min～20min，再加入降濾失劑，再攪拌5min～20min，即可配制得到鉆井液。

得到無土相油包水鉆井液后，本發(fā)明實施例采用Fann公司23D型破乳電壓測定儀進行電穩(wěn)定性測定。本發(fā)明實施例將鉆井液裝入老化罐，置于80℃～150℃的滾子爐中滾動16h，然后于60℃測定所述鉆井液的綜合性能，測定方法按照GB/T 16783.2-2012《石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第2部分：油基鉆井液》進行。

測定結(jié)果顯示，本發(fā)明制得的無土相油包水鉆井液的油水比可在7:3～9:1之間可調(diào)，密度可在0.9g/cm³～2.2g/cm³之間可調(diào)，在80℃～150℃范圍內(nèi)具有較好的流變性能、懸浮穩(wěn)定性和濾失量控制能力，成本低且適用范圍廣。

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的無土相油包水鉆井液及其制備方法進行具體地描述。

以下實施例和比較例中，長鏈烷基脂肪酸酰胺和烷基脂肪酸酰胺由中國石油集團鉆井液工程技術(shù)研究院提供；氧化鈣購自河南省湯陰縣文星建材化工廠；氧化鎂購自河北鎂神科技化工集團公司；氧化瀝青由河南省新鄉(xiāng)市第七化工有限公司提供；重晶石由湖北省宜都市宏鑫礦業(yè)開發(fā)有限責任公司提供；腐殖酸酰胺由中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院提供；鐵礦粉購自新疆庫車縣塔北泥漿材料有限公司。

實施例1

在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的5000mL口燒瓶中，加入58.5g辛基酚聚氧乙烯醚、39g十二烷基硫酸鈉、1950g蒸餾水和5.25g偶氮二異丁腈，在40℃下攪拌均勻成水相；稱取263.8g苯乙烯、786.2g甲基丙烯酸十六酯和8.4g對二乙烯基苯，在40℃下攪拌均勻成油相；

將所述油相緩慢滴加進水相，60min滴完，在400rpm～600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌，乳化2hr后，得到水包油乳液；將所述水包油乳液升溫至70℃，加入1.77g過硫酸鉀，反應8.5h后停止，得到提切劑。所述提切劑具有式II結(jié)構(gòu)：

式II。

利用納米激光粒度分析儀，對所得產(chǎn)物進行粒徑表征。結(jié)果參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例1所得提切劑的納米激光粒度分析圖。結(jié)果表明，所得提切劑的粒徑為96nm。

實施例2

在210mL 0^#柴油中加入6g實施例1制得的提切劑，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，加入6g氧化瀝青(軟化點為120℃～160℃)，再攪拌5min，加入90mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入400g重晶石(密度為4.0g/cm³，75μm篩余為2.5％)，攪拌20min， 得到鉆井液。

實施例3

在240mL 0^#柴油中加入9g苯乙烯-丙烯酸共聚物(上海向嵐化工有限公司，SYNTRAN 3212)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入7.5g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入7.5g氧化鎂，攪拌5min，再加入9g腐殖酸酰胺，攪拌5min，加入60mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入338g鐵礦粉(密度為5.15g/cm³，水溶性堿土金屬含量為80mg/kg)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例4

在210mL 0^#柴油中加入12g聚酰胺650(江西宜春卓越化工有限公司)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入340g四氧化三錳，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例5

在270mL 5^#白油中加入12g苯乙烯-異戊二烯共聚物(山東聚圣科技有限公司，SIS1100)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鎂，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例6

在210mL 5^#白油中加入12g氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物(巴陵石油化工有限責任公司,SEBS)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入150g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例7

在210mL 5^#白油中加入12g氫化苯乙烯-丁二烯共聚物(巴陵石油化工有限責任公司,SEPS)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸 酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鎂，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入254g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例8

在210mL 5^#白油中加入12g苯乙烯-丁二烯共聚物(山東聚圣科技有限公司，SBS4452)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入518g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例9

在210mL 5^#白油中加入12g液體聚異戊二烯(河南濮陽林氏化學新材料股份有限公司)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(同C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入30mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入900g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例10

在240mL 0^#柴油中加入9g聚酰胺650(同實施例4)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入7.5g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入7.5g氧化鈣，攪拌5min，再加入9g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入60mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入400g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例11

在240mL 0^#柴油中加入9g聚酰胺650(同實施例4)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入7.5g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和7.5g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入7.5g氧化鎂，攪拌5min，再加入9g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入60mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入400g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

比較例

在240mL 0^#柴油中加入9g有機土(購自浙江豐虹新材料股份有限公司、型號為HFGEL120)，在11000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，加入9g長鏈烷基脂肪酸酰胺(C16～C20烷基)和9g烷基脂肪酸酰胺(C8～C10烷基)，繼續(xù)攪拌5min，加入9g氧化鈣，攪拌5min，再加入12g氧化瀝青(同實施例2)，攪拌5min，加入60mL含20％氯化鈣水溶液，攪拌20min，加入400g重晶石(同實施例2)，攪拌20min，得到鉆井液。

實施例12

按照上文所述的方法，對實施例2～11所配制的無土相油包水鉆井液和比較例所配制的鉆井液進行性能測定。其中，比較例和實施例2～9的滾動老化條件為150℃/16h；實施例10的滾動老化條件為80℃/16h；實施例11的滾動老化條件依次為100℃/16h、120℃/16h、140℃/16h。測定結(jié)果參見表1，表1為實施例2～11和比較例所配制的鉆井液的性能。

表1 實施例2～11和比較例所配制的鉆井液的性能

其中，AV為表觀黏度，PV為塑性黏度，YP為動切力，ES為破乳電壓，F(xiàn)L為濾失量。

從表1可知，與有土相油包水鉆井液相比，本申請制得的無土相油包水鉆井液具有更好的流變性、懸浮穩(wěn)定性和濾失量控制能力，且破乳電壓大于850V。另外，本申請?zhí)峁┑臒o土相油包水鉆井液成本較低，利于推廣應用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。