一种全油基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种全油基钻井液及其制备方法，钻井液包括基油和添加剂，添加剂中包括一种性能调节剂。该性能调节剂含有一种改性高软化点沥青组合物颗粒，该沥青组合物颗粒中以重量份计，包括高软化点沥青50～80份；橡胶粉颗粒20～50份；高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，其软化点为120~220℃。高软化点沥青组合物颗粒的平均粒径为小于60目。本发明专利技术解决了高软化点沥青应用于油基钻井液时，由于油溶性过高，不能保持很好的颗粒状态和高温变形能力，而造成的封堵和降滤失效果变差等问题。可以广泛用于深层油气钻井作业过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全油基钻井液及其制备方法，特别是含有高软化点沥青组合物钻井液，属于石油钻井开采

技术介绍
随着油气勘探逐步向深层发展，钻遇高温高压地层的机会逐渐增加。这些都对钻井液体系提出了更高的要求。与水基钻井液相比，油基钻井液具有抗污染能力强，润滑性好，抑制性强，有利于保持井壁稳定，能最大限度地保护油气层，易于维护等特点。油基钻井液优良的高温稳定性及抑制性，使其在钻复杂井，特别是钻高温深井和水敏性地层中，优势更加明显。能够有效地保护水敏性油气层，提高油气产量。油基钻井液虽然优点很多，但是在高温深井中应用时，与之适应的抗高温处理剂却成了制约其发展的因素之一。处理剂中的降滤失剂主要用于控制钻井液体系的滤失量和稳定性。针对这种高温高压的使用环境，国外研制出了一种在油基钻井液中溶解性好，抗高温能力强的油溶性聚合物颗粒降滤失剂。这种聚合物颗粒在降滤过程中能在外部形成薄且易变形的泥饼，在内部聚合物颗粒会封堵地层孔隙。此类聚合物虽然能起到较好的降滤失效果，但价格昂贵。沥青类产品与特种聚合物相比，价格低廉且材料来源广泛，是国内外现代钻井工程不可缺少的重要剂种之一，具有良好的防塌、润滑、降低滤失和高温稳定等综合效能。然而，一般软化点沥青会因为过度软化甚至流淌而无法满足深井下的高温作业要求。高软化点沥青是指软化点在100℃以上，尤其是在120℃以上的沥青。高软化点沥青因其出色的抗高温能力而有着比较广泛的应用。高软化点沥青可以用于深层油气田的钻井作业中，作为钻井液的重要组成部分，可以在高温条件下起到封堵、防塌，稳定井壁，降低滤失量的作用。但是，单纯的高软化点沥青颗粒在应用于钻井液体系当中时，由于颗粒变形能力相对有限，粘弹性相对较差，存在油气层孔道不规则时，不能很好地嵌入其中等问题。而且软化点越高，沥青的脆硬性越明显，难以起到良好的封堵和降滤失效果。CN102304353A和CN103013460A公开了一种将橡胶粉、天然沥青和超细碳酸钙按一定比例混合、粉碎的方法制备沥青颗粒组合物，有的还加入了聚合物纤维等。这种方法只是将橡胶粉（和\\或聚合物纤维）和沥青简单地混合，二者并没有形成有机的整体，难以在较宽的粘弹区间内持续发挥作用。此外，所用沥青为天然沥青，软化点不易控制或在80到120℃之间，油溶物含量高达98%以上，在油基钻井液中使用时，基本上都溶在油相当中，几乎没有沥青颗粒存在，不能对地层微裂缝进行有效封堵，并且抗高温性能变差。而橡胶粉在白油或柴油组成的连续相中长时间浸泡溶胀，可能会发生聚结，破坏整个钻井液体系的稳定性。
技术实现思路
针对现有技术在沥青颗粒应用于全油基钻井液过程中存在油溶度过高，钻井液体系中缺乏沥青颗粒对地层孔道和裂缝进行有效封堵，使其滤失量增加，悬浮能力及抗高温能力变差等问题。本专利技术目的在于使高软化点沥青颗粒既有一部分能够溶解到钻井液中起到提粘及润滑作用，同时又能在钻井液中保持一定的颗粒状态，起到很好的封堵、防塌和降滤失效果，同时提高了钻井液的携岩能力。本专利技术提供一种全油基钻井液，其中含有一种将高软化点沥青和橡胶粉制成特殊结构的组合物颗粒，即高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，其软化点为120~220℃。在组合物颗粒中含高软化点沥青50～80份；橡胶粉颗粒20～50份。本专利技术的全油基钻井液，还可加入适当的促进剂、表面活性剂等添加剂。本专利技术同时提供一种全油基钻井液，按重量份数计，包括如下组分：（1）90～95份基油（2）1～3份有机土（3）1～5份乳化剂（4）1～6份性能调节剂其中的性能调节剂含有一种改性高软化点沥青组合物颗粒，该沥青组合物颗粒中以重量份计，包括高软化点沥青50～80份；橡胶粉颗粒20～50份；高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，其软化点为120~220℃。钻井液中可加入加重剂，使钻井液密度达到1.50～2.10g/cm3。其中，基油可以是柴油、生物柴油、白油、植物油等，优选白油。乳化剂可以是脂肪酸聚氧乙烯醚系列，如油酸聚氧乙烯醚，硬脂酸聚氧乙烯醚，月桂酸聚氧乙烯醚中的一种或几种。也可以是烷基酚聚氧乙烯醚系列，如壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚中的一种或几种。还可以是脂肪醇聚氧乙烯醚系列，如月桂酸聚氧乙烯醚、异十三醇聚氧乙烯醚等等。加重剂可以是重晶石、石灰石，或他们的混合物。性能调节剂包括改性高软化点沥青组合物颗粒、促进剂及分散剂，其中以沥青组合物颗粒重量为基准，促进剂加入量以重量份计为1～10份，分散剂加入量为1～5份。高软化点沥青组合物颗粒以重量份计，包括下列组分：（1）高软化点沥青50～80份；（2）橡胶粉颗粒20～50份。高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，其中高软化点沥青的软化点为120~220℃。沥青组合物颗粒的平均粒径为小于60目。高软化点沥青可以为石油沥青和/或煤沥青，优选为石油沥青和煤沥青的混合物，其中石油沥青占基础沥青质量的30%～70%，煤沥青占基础沥青质量的70%～30%。其中石油沥青为氧化沥青、溶脱沥青或天然沥青中的一种或几种混合，煤沥青为煤焦油经过中温或高温蒸馏后得到的产物。所述的橡胶粉颗粒是丁基橡胶胶粉、丁腈橡胶胶粉、氯丁橡胶胶粉、丁苯橡胶胶粉或含氟橡胶胶粉中的一种或几种。其中促进剂为硫酸盐、季铵盐或木质素磺酸盐中的一种或几种，其中硫酸盐为改性月桂醇基硫酸钠、仲醇基硫酸钠和混合脂肪醇硫酸钠等中的一种或几种；季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵等中的一种或几种；木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。分散剂为水滑石。本专利技术钻井液制备方法包括如下过程：（1）制备高软化点沥青组合物颗粒；（2）以步骤（1）制备的高软化点沥青组合物颗粒作为一种性能调节剂制备钻井液。上述制备步骤（1）中，高软化点沥青组合物颗粒的制备过程如下：将高软化点沥青加热至熔融态，均匀喷洒到预热好的橡胶粉颗粒上，静置渗透后进行冷冻，经冷冻后在振动筛中进行振动粉碎，其中振动筛筛孔为大于60目标准筛。筛下部分即为得到的沥青组合物颗粒。本专利技术方法中，喷洒高软化点沥青液可以采用具有喷洒功能的设备，如喷壶、喷洒机、喷雾器等，喷洒过程中可以对物料进行翻动或拌和，使熔融的高软化点沥青液均匀分散在橡胶粉颗粒表面。本专利技术方法中，所述的橡胶粉颗粒为预热过的橡胶粉颗粒，预热温度50～120℃，预热时间0.5～2小时；所述的静置渗透时间为0.5~5小时，在100～200℃温度下静置渗透。然后冷却到室温。本专利技术方法中，冷冻的条件为：冷冻温度为-10～-50℃，优选-20~-40℃，冷冻时间5～24小时，优选10~18小时。振动粉碎时间为1～100s，优选10～50s。本专利技术方法中，优选在制备过程中加入促进剂和分散剂，分散剂需在喷洒拌和前加入，促进剂需在振动粉碎前加入。步骤（2）的具体操作步骤为：准确称取所需质量的基油，加入乳化剂，在常温下高速搅拌15～20分钟，加入有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全油基钻井液，其特征在于：其中含有一种将高软化点沥青和橡胶粉制成特殊结构的组合物颗粒，所谓特殊结构即将高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，高软化点沥青的软化点为120~220℃。

【技术特征摘要】
1.一种全油基钻井液，其特征在于：其中含有一种将高软化点沥青和橡胶粉制成特殊结构的组合物颗粒，所谓特殊结构即将高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，高软化点沥青的软化点为120~220℃。
2.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：在组合物颗粒中含高软化点沥青50～80份；橡胶粉颗粒20～50份。
3.根据权利要求1所述的全油基钻井液，其特征在于：其中含有促进剂、表面活性剂。
4.一种全油基钻井液，其特征在于：按重量份数计，包括如下组分：
（1）90～95份基油
（2）1～3份有机土
（3）1～5份乳化剂
（4）1～6份性能调节剂
其中的性能调节剂含有一种改性高软化点沥青组合物颗粒，该沥青组合物颗粒中以重量份计，包括高软化点沥青50～80份；橡胶粉颗粒20～50份。
5.根据权利要求4所述的全油基钻井液，其特征在于：高软化点沥青包裹在橡胶粉颗粒外部，其软化点为120~220℃。
6.根据权利要求1或4所述的全油基钻井液，其特征在于：其中加入加重剂，使钻井液密度达到1.50～2.10g/cm3。
7.根据权利要求4所述的全油基钻井液，其特征在于：其中基油是柴油、生物柴油、白油、植物油，优选白油；乳化剂是脂肪酸聚氧乙烯醚系列，如油酸聚氧乙烯醚，硬脂酸聚氧乙烯醚，月桂酸聚氧乙烯醚中的一种或几种；也可以是烷基酚聚氧乙烯醚系列，如壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚中的一种或几种；还可以是脂肪醇聚氧乙烯醚系列，如月桂酸聚氧乙烯醚、异十三醇聚氧乙烯醚。
8.根据权利要求4所述的全油基钻井液，其特征在于：其中的性能调节剂除了改性高软化点沥青组合物颗粒外，还含有促进剂和分散剂，其中以沥青组合物颗粒重量为基准，促进剂加入量为1～10份；分散剂加入量为1～5份。
9.根据权利要求4所述的全油基钻井液，其特征在于：所述改性高软化点沥青组合物颗粒的平均粒径为小于60目。
10.根据权利要求4所述的全油基钻井液，其特征在于：其中高软化点沥青为高软化点石油沥青和/或煤沥青，优选为石油沥青和煤沥青的混合物，其中石油沥青占基础沥青质量的30%～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，姚汉荣，郭皎河，宁爱民，刘树华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11