一种环保水基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保水基钻井液及其制备方法。该钻井液包括水100份、膨润土1‑5份、碳酸钠0.05‑0.4份、降滤失剂A 0.5‑3份、降滤失剂B 0.2‑3份、提粘切剂0.1‑1份、抑制剂0.5‑4份、润滑剂1‑5份、微纳米颗粒封堵剂2‑6份、加重材料0‑200份。该钻井液的制备方法为：将膨润土和碳酸钠加到水中；依次加入降滤失剂A、降滤失剂B、提粘切剂、抑制剂、润滑剂、微纳米颗粒封堵剂；用碳酸钠调节pH值；可选择地加入加重材料，使其密度达到钻井要求。该钻井液抗温达150℃，EC

Environment friendly water base drilling fluid and preparation method thereof

The invention provides an environmental protection water base drilling fluid and a preparation method thereof. The drilling fluid includes 100 parts of water, bentonite 1 5 copies, 0.4 copies, 0.05 sodium carbonate filtrate reducer A 0.5 3 copies, 0.2 filtrate reducer B 3, agent 0.1 sticky cut 1 copies, 4 copies, 0.5 inhibitor lubricant 1 5 a micro nano particle plugging agent 2 6 copies, 200 copies of 0 weighting materials. The method for preparing drilling fluid: bentonite and sodium carbonate added to water; sequentially adding filtration reducing agent A and filtrate reducer B, sticking and cutting agent, inhibitor, lubricant, micro nano particles blocking agent; adjusting the pH value with sodium carbonate; selectively adding weighting materials, the density of drilling. The temperature of the drilling fluid is 150 DEG C, EC

【技术实现步骤摘要】
一种环保水基钻井液及其制备方法
本专利技术涉及钻井
，特别涉及一种环保水基钻井液及其制备方法，可用于陆地或海洋的油气资源开采，也适用于页岩油气资源开采。
技术介绍
钻井液保障了钻井工程安全、优质、快速、高效的需求，近年来随着人们环境保护的意识越来越强，各国法律都对钻井液的环保性也提出了严格的要求。但目前广泛使用的多种钻井液体系如丙烯酸及其衍生物系列的聚合物钻井液体系、聚磺钻井液体系、油基钻井液体系等存在环境污染严重、生物降解困难、后期处理难度大等问题，且使用的处理剂以人工合成的高分子聚合物及磺化类处理剂材料为主，有些还含有重金属离子，这就从源头上埋下了污染环境的隐患，由此导致了钻井清洁生产与钻井工程需要之间的矛盾。目前，国内在源头上对污染程度较大的钻井液处理剂材料使用控制不严，钻井液配方复杂，尚未形成既能满足不同井深钻井需求、又能实现绿色环保要求的钻井液技术。因此，开发既要满足钻井工程安全、优质、快速、高效的需求，还要满足环保排放标准，不污染周围的环境(包括土壤、动植物、地下水等)的环保型钻井液势在必行。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术基于从源头控制污染、最大限度地减少污染、实现“绿色”钻井的目标，目的在于提供一种环保水基钻井液及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种环保水基钻井液，以重量份计，其包括：水，100份；膨润土，1-5份；碳酸钠，0.05-0.4份；降滤失剂A，0.5-3份；降滤失剂B，0.2-3份；提粘切剂，0.1-1份；抑制剂，0.5-4份；润滑剂，1-5份；微纳米颗粒封堵剂，2-6份；加重材料，0-200份。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述降滤失剂A为抗高温改性淀粉类降滤失剂，其抗温大于140℃，EC50大于3.0×104mg/L。更优选地，所述降滤失剂A为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的环保型降滤失剂ZJSJ，其抗温达150℃，EC50为1.11×106mg/L。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述降滤失剂B为抗高温改性膨润土基降滤失剂，其EC50大于3.0×104mg/L。更优选地，所述抗高温改性膨润土基降滤失剂是由膨润土、水、十六烷基三甲基溴化铵、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按照重量比(1～2):(6～8):(0.1～0.6):(0.5～1):(0.1～0.5)在一定引发剂作用下合成的，其EC50大于3.0×104mg/L。进一步优选地，所述抗高温改性膨润土基降滤失剂是通过以下步骤合成的：将1～2重量份的钠基膨润土与6～8重量份的水充分混合均匀，然后滴加0.1～0.6重量份的十六烷基三甲基溴化铵，超声震荡20～40min，得到改性膨润土悬浮液；然后将0.5～1重量份的丙烯酰胺和0.1～0.5重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合溶液的pH值调节至中性，加入到所述的改性膨润土悬浮液中，通氮气除氧20～40min，滴加单体(即丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)质量的0.1～0.6％的过硫酸铵，在45～70℃下反应2～6h，烘干粉碎，得到所述的抗高温改性膨润土基降滤失剂。目前的抗高温降滤失剂多为磺化类的处理剂，EC50小于2.0×104mg/L，有生物毒性，不能用于环保钻井液。而本专利技术采用抗高温改性淀粉类降滤失剂和抗高温改性膨润土基降滤失剂，两者抗温均达150℃，且为环保型处理剂，能够满足环保钻井液的配制需求，而且二者产生协同作用，能够达到优异的降滤失效果。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述提粘切剂为低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素以及羟乙基纤维素等中的一种或几种的组合，并且所述提粘切剂的EC50大于3.0×104mg/L。更优选地，所述提粘切剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的低粘羧甲基纤维素LV-CMC，其EC50为1.36×105mg/L。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述抑制剂为有机胺、聚胺以及聚醚胺等中的一种或几种的组合，并且所述抑制剂的EC50大于3.0×104mg/L。更优选地，所述抑制剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的低聚醇胺ZJ-1，其EC50为1.81×105mg/L。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述润滑剂为植物油改性润滑剂和/或聚合醚等，并且所述润滑剂的EC50大于3.0×104mg/L。更优选地，所述润滑剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的环保型抗高温润滑剂ZJSR，其EC50为6.23×104mg/L。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述微纳米颗粒封堵剂为粒径20～80nm的二氧化硅和/或1000目～2000目的碳酸钙粉体等。在上述的环保水基钻井液中，优选地，所述加重材料为重晶石粉等。本专利技术提供的钻井液具有良好的流变性、降滤失性、抑制性、润滑性、抗污染性和储层保护效果，还具有成分简单、成本低、现场配置简单、无生物毒性、安全环保、可直接排放的特点。该钻井液可用于陆地或海洋的油气资源开采，也适用于页岩油气资源开采。另一方面，本专利技术还提供了一种上述的环保水基钻井液的制备方法，其包括以下步骤：(1)按照比例将膨润土和碳酸钠加入到水中，搅拌20～60min，使其充分搅拌均匀，再预水化处理16～24h；(2)在步骤(1)得到的混合液中，依次按照比例加入降滤失剂A、降滤失剂B、提粘切剂、抑制剂、润滑剂、微纳米颗粒封堵剂，同时观察每种处理剂的溶解或分散情况，当一种处理剂充分溶解或分散后，再加入下一种处理剂，直至全部加完；(3)使用碳酸钠将步骤(2)得到的混合液的pH值调节到8～10；(4)可选择地在步骤(3)得到的混合液中加入加重材料，搅拌20～40min，使其密度达到钻井要求，得到所述的环保水基钻井液。在上述制备方法中，步骤(1)中的搅拌速度可以由本领域技术人员进行常规调节，只要使膨润土分散均匀即可。此外，需说明的是，膨润土和碳酸钠进行离子交换，即为水化，步骤(1)中的“预水化处理”是钻井液领域中的专业术语，本领域技术人员知晓其含义。在上述制备方法中，优选地，步骤(2)和(4)是在搅拌下进行的，搅拌速度分别为10000～12000r/min，并且步骤(2)和(4)中的搅拌速度可以相同或不同，只要在该范围内即可。本专利技术提供的环保水基钻井液具有如下优点：①本专利技术选用的各处理剂的EC50均大于3.0×104mg/L，从源头上保证了钻井液的无毒、环保；②本专利技术提供的钻井液颜色为白色或乳白色，有利于环保色度的处理；③本专利技术提供的钻井液抗温达150℃，具有良好的流变性、降滤失性、抑制性、润滑性、抗污染性和储层保护效果，且生物毒性实验结果表明该钻井液没有毒性，安全环保，可实现直接排放；④本专利技术提供的钻井液成分简单，处理剂价格便宜且加量少，钻屑可直接排放、废弃钻井液处理成本超低，大幅降低综合成本，经济效益突出。本专利技术提供的环保水基钻井液适用于陆地或海洋的油气资源开采，也适用于页岩油气资源开采，可以在各大油气田推广应用。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供了一种不加重的环保水基钻井液，其含有：淡水400g、怀安膨润土12g、碳酸钠0.24g、环保型降滤失剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保水基钻井液，以重量份计，其包括：水，100份；膨润土，1‑5份；碳酸钠，0.05‑0.4份；降滤失剂A，0.5‑3份；降滤失剂B，0.2‑3份；提粘切剂，0.1‑1份；抑制剂，0.5‑4份；润滑剂，1‑5份；微纳米颗粒封堵剂，2‑6份；加重材料，0‑200份。

【技术特征摘要】
1.一种环保水基钻井液，以重量份计，其包括：水，100份；膨润土，1-5份；碳酸钠，0.05-0.4份；降滤失剂A，0.5-3份；降滤失剂B，0.2-3份；提粘切剂，0.1-1份；抑制剂，0.5-4份；润滑剂，1-5份；微纳米颗粒封堵剂，2-6份；加重材料，0-200份。2.根据权利要求1所述的环保水基钻井液，其中，所述降滤失剂A为抗高温改性淀粉类降滤失剂，其抗温大于140℃，EC50大于3.0×104mg/L；优选地，所述降滤失剂A为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的环保型降滤失剂ZJSJ，其抗温达150℃，EC50为1.11×106mg/L。3.根据权利要求1所述的环保水基钻井液，其中，所述降滤失剂B为抗高温改性膨润土基降滤失剂，其EC50大于3.0×104mg/L；优选地，所述抗高温改性膨润土基降滤失剂是由膨润土、水、十六烷基三甲基溴化铵、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按照重量比(1～2):(6～8):(0.1～0.6):(0.5～1):(0.1～0.5)在一定引发剂作用下合成的，其EC50大于3.0×104mg/L。4.根据权利要求1所述的环保水基钻井液，其中，所述提粘切剂为低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素以及羟乙基纤维素中的一种或几种的组合，并且所述提粘切剂的EC50大于3.0×104mg/L；优选地，所述提粘切剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的低粘羧甲基纤维素LV-CMC，其EC50为1.36×105mg/L。5.根据权利要求1所述的环保水基钻井液，其中，所述抑制剂为有机胺、聚胺以及聚醚胺中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫丽丽，王立辉，王发云，王建华，孙明昊，高珊，吴鑫磊，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11