一種高性能油包水基鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油包水基鉆井液及其制備方法，特別是含有高軟化點漸青組合物 鉆井液，屬于石油鉆井開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著油氣勘探逐步向深層發(fā)展，鉆遇高溫高壓地層的機會逐漸增加。送些都對鉆 井液體系提出了更高的要求。與水基鉆井液相比，油基鉆井液具有抗污染能力強，潤滑性 好，抑制性強，有利于保持井壁穩(wěn)定，能最大限度地保護油氣層，易于維護等特點。油基鉆井 液優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性及抑制性，使其在鉆復(fù)雜井，特別是鉆高溫深井和水敏性地層中，優(yōu)勢 更加明顯。能夠有效地保護水敏性油氣層，提高油氣產(chǎn)量。
[0003] 油基鉆井液是指W油作為連續(xù)相的鉆井液，分為全油基鉆井液和油包水乳化鉆井 液。全油基鉆井液中含水量多在5% W下。油包水乳化鉆井液由油、水、乳化劑、降濾失劑、活 度平衡劑等組成，鉆井液中水含量在5%-30%之間。但抗高溫在18(TC W上的油包水鉆井液 中的水含量一般在5%-10%，很少超過15% W上。水含量的增加，會使體系的動切力增加，流 變性變好，提高攜帶巖屑的能力。但是會使其熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性下降。為保證油包水鉆井 液體系的電穩(wěn)定性，特別是高水含量的油包水鉆井液，需要使用大量多種的乳化劑，送會改 變孔隙內(nèi)巖石表面的親水親油性，造成儲層損害。CN1661958公開了一種合成基鉆井液，盡 管在15(TC下老化16小時后能保持較好的流變性和電穩(wěn)定性，但是含水量最高為25%。而 更高溫度和水含量下的使用性能未見報道。
[0004] 油基鉆井液雖然優(yōu)點很多，但是在高溫深井中應(yīng)用時，與之適應(yīng)的抗高溫處理劑 卻成了制約其發(fā)展的因素之一。處理劑中的降濾失劑主要用于控制鉆井液體系的濾失量和 穩(wěn)定性。針對送種高溫高壓的使用環(huán)境，國外研制出了一種在油基鉆井液中溶解性好，抗高 溫能力強的油溶性聚合物顆粒降濾失劑。送種聚合物顆粒在降濾過程中能在外部形成薄且 易變形的泥餅，在內(nèi)部聚合物顆粒會封堵地層孔隙。雖能起到較好的降濾失效果，但價格昂 貴。
[0005] 漸青類產(chǎn)品與特種聚合物相比，價格低廉且材料來源廣泛，是國內(nèi)外現(xiàn)代鉆井工 程不可缺少的重要劑種之一，具有良好的防塌、潤滑、降低濾失和高溫穩(wěn)定等綜合效能。然 而，一般軟化點漸青會因為過度軟化甚至流欄而無法滿足深井下的高溫作業(yè)要求。
[0006] 高軟化點漸青是指軟化點在100°C W上，尤其是在120°C W上的漸青。高軟化點漸 青因其出色的抗高溫能力而有著比較廣泛的應(yīng)用。高軟化點漸青可W用于深層油氣田的鉆 井作業(yè)中，作為鉆井液的重要組成部分，可W在高溫條件下起到封堵、防塌，穩(wěn)定井壁，降低 濾失量的作用。
[0007] 但是，單純的高軟化點漸青顆粒在應(yīng)用于鉆井液體系當(dāng)中時，由于顆粒變形能力 相對有限，粘彈性相對較差，存在油氣層孔道不規(guī)則時，不能很好地嵌入其中等問題。而且 軟化點越高，漸青的脆硬性越明顯，難W起到良好的封堵和降濾失效果。CN102304353A和 CN103013460A公開了一種將橡膠粉、天然漸青和超細碳酸巧按一定比例混合、粉碎的方法 制備漸青顆粒組合物，有的還加入了聚合物纖維等。送種方法只是將橡膠粉巧日\或聚合物 纖維）和漸青簡單地混合，二者并沒有形成有機的整體，難W在較寬的粘彈區(qū)間內(nèi)持續(xù)發(fā)揮 作用。
[0008] 此外，所用漸青為天然漸青，軟化點不易控制或在80到12(TC之間，油溶物含量高 達98% W上，在油基鉆井液中使用時，基本上都溶在油相當(dāng)中，抗高溫性能變差。而橡膠粉 在白油或柴油組成的連續(xù)相中長時間浸泡溶脹，可能會發(fā)生聚結(jié)，破壞整個鉆井液體系的 穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)在漸青顆粒應(yīng)用于油包水鉆井液過程中存在油溶度過高，鉆井液體 系中缺乏漸青顆粒對地層孔道和裂縫進行有效封堵，使其濾失量增加，懸浮能力及抗高溫 能力變差等問題，本發(fā)明提供一種高性能油包水基鉆井液，W有效克服W上缺陷。
[0010] 本發(fā)明通過將高軟化點漸青和橡膠粉制成特殊結(jié)構(gòu)的組合物顆粒加入到油基鉆 井液中，并加入適當(dāng)?shù)拇龠M劑、改性劑等添加劑，使高軟化點漸青顆粒既有一部分能夠溶解 到鉆井液油相中起到提粘切及潤滑作用，又能在鉆井液中保持一定的顆粒狀態(tài)，起到很好 地封堵、防塌和降濾失效果，同時提高了鉆井液的攜巖能力。此外，本發(fā)明通過引入的改性 劑及特殊的加入方式，在制備較高水含量的油包水鉆井液時，可W只需要很少的乳化劑甚 至不加入其它乳化劑的情況下，得到穩(wěn)定的鉆井液體系，保證了油包水鉆井液的使用性能。
[0011] 本發(fā)明提供一種高性能油包水鉆井液，包括油水基液和添加劑。其中油水基液按 體積比為；油相：水相=90:10~60:40。其中水相為10~30%濃度的氯化巧水溶液和改性 劑的混合液。氯化巧水溶液和改性劑的體積比為1 :1~1 :4。所述的改性劑為膠乳，可W是 天然膠乳、了苯膠乳、了臘膠乳、氯了膠乳、聚苯己帰膠乳或聚了二帰膠乳中的一種或幾種， 膠乳的固含量為20wt%~40wt%。
[0012] 所述油相可W是柴油、生物柴油、白油、植物油等，優(yōu)選白油。
[0013] 添加劑W油水基液質(zhì)量計，包括如下組分： (1) 乳化劑；〇~3〇/〇 (2) 有機± ;1 ~3〇/〇 (3) 性能調(diào)節(jié)劑；1~5 %。
[0014] 鉆井液中還可加入加重劑，使鉆井液密度達到1. 50~2. lOg/cm3。
[0015] 乳化劑為長鏈脂肪醜胺系列表面活性劑，如月桂醜二己醇胺、油酸醜胺、油醜二己 醇胺、挪油醜二己醇胺中的一種或幾種。也可W是脂肪酸聚氧己帰醋系列，如松香酸聚氧己 帰醋、油酸聚氧己帰醋、硬脂酸聚氧己帰醋中的一種或幾種。加重劑可W是重晶石、石灰石， 或他們的混合物。
[0016] 性能調(diào)節(jié)劑包括改性高軟化點漸青組合物顆粒和促進劑，其中高軟化點漸青組合 物顆粒加入量占鉆井液總質(zhì)量的Ρ/Γ5% ;高軟化點漸青組合物顆粒按質(zhì)量百分比計，包括 下列組分；（1)基礎(chǔ)漸青50wt%~80wt% ; (2)橡膠粉顆粒20wt%~50wt%。漸青組合物顆 粒的平均粒徑為小于60目。
[0017] 其中，所述的基礎(chǔ)漸青為高軟化點漸青，其軟化點為12(T22(rC。基礎(chǔ)漸青可W為 石油漸青和/或煤漸青，優(yōu)選為石油漸青和煤漸青的混合物，其中石油漸青占基礎(chǔ)漸青質(zhì) 量的30%~70%，煤漸青占基礎(chǔ)漸青質(zhì)量的70%~30%。其中石油漸青為氧化漸青、溶脫漸 青或天然漸青中的一種或幾種混合，煤漸青為煤焦油經(jīng)過中溫或高溫蒸傭后得到的產(chǎn)物。
[0018] 所述的橡膠粉顆粒是了基橡膠膠粉、了臘橡膠膠粉、氯了橡膠膠粉、了苯橡膠膠粉 或含氣橡膠膠粉中的一種或幾種。
[0019] 本發(fā)明漸青組合物顆粒中優(yōu)選加入促進劑，W漸青組合物顆粒重量份計，促進劑 加入量為1~10重量份，其中促進劑為硫酸鹽、季倭鹽或木質(zhì)素礙酸鹽中的一種或幾種，其 中硫酸鹽為改性月桂醇基硫酸鋼、仲醇基硫酸鋼和混合脂肪醇硫酸鋼等中的一種或幾種； 季倭鹽為十二烷基Η甲基氯化倭、十六烷基Η甲基氯化倭、十八烷基Η甲基氯化倭等中的 一種或幾種；木質(zhì)素礙酸鹽為木質(zhì)素礙酸鋼或木質(zhì)素礙酸巧。
[0020] 本發(fā)明鉆井液制備方法包括如下過程： (1) 制備高軟化點漸青組合物顆粒； (2) 制備鉆井液；首先按所需的油水比例用量筒量取基油，裝入帶有攬拌裝置的容器 中，加入乳化劑，在常溫下高速攬拌15~20分鐘，加入有機±，攬拌5~10分鐘。將膠乳 和氯化巧水溶液按所需比例混合后，用高壓噴射槍將混合液打入油相中，在打入過程中仍 然不斷攬拌，然后加入高軟化點漸青組合物顆粒，繼續(xù)攬拌20~40分鐘。加入加重劑，把 鉆井液密度調(diào)節(jié)到需要值，攬拌10~20分鐘，得到穩(wěn)定的油包