一种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油基钻井液及其制备方法。以质量百分比计，所述油基钻井液包括如下组分：CaCl2溶液10％‑30％，改性有机土2.0％‑4％，主乳化剂1.0％‑2.0％，辅乳化剂1.0％‑2.0％，改性橡胶封堵剂1.0％‑2.0％，树脂类降滤失剂1.0％‑2.0％，磺化沥青类降滤失剂1.0％‑2.0％，润湿剂1.0％‑2.0％，碱度调节剂1.0％‑1.5％，加重剂，余量为基础油，其中，所述CaCl2溶液的质量分数为20％‑25％，溶剂为水；所述加重剂的用量用于调节所述油基钻井液的密度为0.95g/cm

Oil base drilling fluid and preparation method thereof

The invention provides an oil base drilling fluid and a preparation method thereof. The weight percentage of the oil base drilling fluid comprises the following components: 10% CaCl2 solution 30% modified organic soil 2% 4%, 1% 2% main emulsifier and auxiliary emulsifier 1% 2%, modified rubber sealing agent 1% 2% resin filtration reducing agent 1% 2%, sulfonated asphalt filtration reducing agent 1% 2%, wetting agent 1% 2%, 1% alkalinity regulator 1.5%, increasing agent, balance base oil, the mass fraction of the CaCl2 solution for 20% 25%, the solvent is water; the increase of dosage used for adjusting the oil based drilling fluid density is 0.95g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻井液及其制备方法
本专利技术属于石油开采
，涉及一种用于石油钻井工程的钻井液，特别涉及一种油基钻井液及其制备方法。
技术介绍
在钻井技术不断发展的今天，泥页岩地层井壁失稳和油气层保护一直是全世界急需解决的重大技术难题。泥页岩地层不稳定，遇水易发生水化膨胀导致地层坍塌，这使得在钻井过程中水基钻井液的应用受到了制约，因此以油作为连续相的油基钻井液在复杂地层油气勘探开发过程中得到了极大推广应用。性能良好的钻井液体系通常由基础油、有机土、乳化剂等主要成分组成，此外降滤失剂、润湿剂、抑制剂、增粘封堵剂、加重剂、碱度调节剂等处理剂的加入可使钻井液的性能大幅提高，更好的适应不同地层在钻井过程中的需求，更有效的对井壁坍塌现象进行预防处理。但是随着环境保护意识的逐渐增强，常规油基钻井液污染环境、难于降解的缺点日益凸显。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种油基钻井液及其制备方法。该油基钻井液低毒环保，适用于各种复杂地层及海洋钻探。该制备方法简单、高效。为了达到前述的专利技术目的，本专利技术提供一种油基钻井液，以质量百分比计，所述油基钻井液包括如下组分：CaCl2溶液10％-30％，改性有机土2.0％-4％，主乳化剂1.0％-2.0％，辅乳化剂1.0％-2.0％，改性橡胶封堵剂1.0％-2.0％，树脂类降滤失剂1.0％-2.0％，磺化沥青类降滤失剂1.0％-2.0％，润湿剂1.0％-2.0％，碱度调节剂1.0％-1.5％，加重剂，余量为基础油，其中，所述CaCl2溶液的质量分数为20％-25％，溶剂为水；所述加重剂的用量用于调节所述油基钻井液的密度为0.95g/cm3-2.00g/cm3；所述基础油包括经脱硫脱芳处理的原料油。上述油基钻井液将普通原料油中的重油部分进行脱硫脱芳处理后最终提炼出的新型矿物油作为油基钻井液用的基础油，由于极大地降低了芳香烃和硫的含量，因而更加低毒、环保，且该钻井液选用添加各种功能性处理剂达到适用于泥页岩地层钻探的各项指标，最终形成能有效防止井壁不稳定和油气层损害现象发生的新型钻井液体系，尤其适用在各种复杂地层及海洋钻探。在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土通过以下步骤制得：将有机溶剂与水混合，然后加入有机土溶解，随后加入长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、辅助改性剂和pH调节剂，得到混合体系，并在60℃-80℃温度下，高速搅拌2h-3h，然后提纯、粉碎，筛分，得到所属改性有机土；其中，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：2-3：1.5-2：1-1.5；所述混合体系的pH值为8-10。该改性有机土在弱极性的基础油中具有很高的成胶率，成胶率达73％-77％。在上述油基钻井液中，优选地，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：3：2：1。在上述油基钻井液中，优选地，所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括含有十六烷基季铵盐、十八烷基季铵盐、烷氧基季铵盐和脂肪烷基季铵盐中的一种或几种的组合。在上述油基钻井液中，优选地，所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括双长链烷基季铵盐或三长链烷基季铵盐。在上述油基钻井液中，优选地，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的组合；所述有机土包括钠蒙脱土；所述非离子表面活性剂包括带有氧乙烯基和长链烷基的化合物，或为含氟的有机化合物；所述辅助改性剂包括有机酸、醇、酮、酯或小分子有机酸、小分子有机盐、有机膦酸、有机膦酸盐、有机硫酸、有机硫酸盐、有机硫代膦酸有机硫代膦酸盐中的一种或几种的组合；所述pH调节剂包括Na2CO3、盐酸、尿素、氨基磺酸和苯甲酰胺中的一种或几种的组合。在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土在所述基础油中的成胶率为73％-77％。在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土在所述基础油中的表观黏度为10.3mPa·s-11.8mPa·s，塑性黏度为8.8mPa·s-10.4mPa·s，切力为1.4Pa-1.5Pa。在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土的粒径小于74μm。在上述油基钻井液中，所述改性有机土在150℃老化16h以后，在所述基础油中的成胶率达到老化前的94％以上；且表观黏度和塑性黏度变化较小，高温热滚后在所述基础油中分散后仍能形成相互聚结胶联的空间网状结构，具有较好的凝胶稳定性和抗温能力。在上述油基钻井液中，优选地，所述基础油的芳烃含量小于0.5mg·kg-1，硫含量小于2.7mg·kg-1。更优选的，所述基础油96h的半数致死浓度LC50值大于1000000mg/L。在上述油基钻井液中，优选地，所述基础油的运动黏度为2.5mm2·s-1-3.0mm2·s-1，闪点为129℃-134℃。在上述油基钻井液中，所述基础油由于半数致死浓度高，闪点高，因此安全性高，且其由于黏度不高、脱硫脱芳后芳香烃含量少、硫含量低，因而其毒性低，环保性好，此外，该基础油的杂质含量低、密度小，易挥发、易降解，各项性能均可满足现场要求，是配制环保油基钻井液的优质基础油。在上述油基钻井液中，优选地，所述主乳化剂包括脂肪酸酰胺MOEMUL；所述辅乳化剂包括脂肪酸衍生物MOCOATL；所述橡胶树脂类降滤失剂包括MORLF；所述磺化沥青类降滤失剂包括MOTEX；所述润湿剂包括改性季铵盐MOWET；所述碱度调节剂包括氧化钙；所述加重剂包括重晶石。在上述油基钻井液中，所述MOEMUL、MOCOATL、MORLF、MOTEX和MOWET是从湖北汉科新技术股份有限公司购得的处理剂产品。在上述油基钻井液中，所述主乳化剂符合Q/JHK121-2014油基钻井液用主乳化剂脂肪酸酰胺MOEMUL标准要求；所述辅乳化剂符合Q/JHK122-2014油基钻井液用辅乳化剂脂肪酸衍生物MOCOATL标准要求；所述改性橡胶封堵剂符合Q/JHK1023-2013油基钻井液用封堵剂乳化改性橡胶MORLF标准要求；所述沥青类降滤失剂符合Q/JHK1024-2013油基钻井液用降滤失剂改性沥青树脂MOTEX；所述润湿剂符合Q/JHK123-2014油基钻井液用润湿剂改性季铵盐MOWET标准要求；所述碱度调节剂符合HG/T4205-2011工业氧化钙标准要求；所述加重剂符合GB-T5005-2010钻井液材料规范。上述各组分只有符合上述标准，才能使最终的油基钻井液达到稳定性高、抑制性强、润滑性好、储层损害小、抗高温、抗污染等特点，满足复杂地层安全高效的钻井需求。本专利技术还提供上述油基钻井液的制备方法，其包括以下步骤：步骤一：将原油进行脱硫脱芳处理，得到基础油；步骤二：将CaCl2溶液、改性有机土、主乳化剂、辅乳化剂、改性橡胶封堵剂、树脂类降滤失剂、磺化沥青类降滤失剂、润湿剂、碱度调节剂、加重剂和所述基础油混合，得到所述油基钻井液。上述制备方法中，在步骤一中，所述脱硫脱芳处理的步骤包括一级加氢催化裂化和二级催化氧化的步骤，具体为：通过一级加氢催化裂化将原油中的有机硫化物转化为H2S，并将原油中大部分烯烃转化为烷烃；再通过二级催化氧化去除原油中较多的硫醇，进一步降低硫含量。原油中的芳香烃通过一级加氢催化裂化转化为环烷烃，遵循“逐环加氢原则”，其选择非酸性载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油基钻井液，其特征在于：以质量百分比计，所述油基钻井液包括如下组分：CaCl2溶液10％‑30％，改性有机土2.0％‑4％，主乳化剂1.0％‑2.0％，辅乳化剂1.0％‑2.0％，改性橡胶封堵剂1.0％‑2.0％，树脂类降滤失剂1.0％‑2.0％，磺化沥青类降滤失剂1.0％‑2.0％，润湿剂1.0％‑2.0％，碱度调节剂1.0％‑1.5％，加重剂，余量为基础油，其中，所述CaCl2溶液的质量分数为20％‑25％，溶剂为水；所述加重剂的用量用于调节所述油基钻井液的密度为0.95g/cm

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液，其特征在于：以质量百分比计，所述油基钻井液包括如下组分：CaCl2溶液10％-30％，改性有机土2.0％-4％，主乳化剂1.0％-2.0％，辅乳化剂1.0％-2.0％，改性橡胶封堵剂1.0％-2.0％，树脂类降滤失剂1.0％-2.0％，磺化沥青类降滤失剂1.0％-2.0％，润湿剂1.0％-2.0％，碱度调节剂1.0％-1.5％，加重剂，余量为基础油，其中，所述CaCl2溶液的质量分数为20％-25％，溶剂为水；所述加重剂的用量用于调节所述油基钻井液的密度为0.95g/cm3-2.00g/cm3；所述基础油包括经脱硫脱芳处理的原料油。2.根据权利要求1所述的油基钻井液，其特征在于：所属改性有机土通过以下步骤制得：将有机溶剂与水混合，然后加入有机土溶解，随后加入长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、辅助改性剂和pH调节剂，得到混合体系，并在60℃-80℃温度下，高速搅拌2h-3h，然后提纯、粉碎，筛分，得到所属改性有机土；其中，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：2-3：1.5-2：1-1.5；所述混合体系的pH值为8-10；优选地，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：3：2：1。3.根据权利要求2所述的油基钻井液，其特征在于：所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括含有十六烷基季铵盐、十八烷基季铵盐、烷氧基季铵盐和脂肪烷基季铵盐中的一种或几种的组合。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括双长链烷基季铵盐或三长链烷基季铵盐。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的...

【专利技术属性】
技术研发人员：解宇宁，周晓宇，张婧琪，吴军康，王浩，徐厚英，赵景原，孙睿，董婉，刘强，郑猛，肖昌，李庆明，宁丹宇，王伟明，王疆宁，田连雨，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11