一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法。该钻井液包括植物油、水和处理剂，其中：所述植物油与水的体积比为40:60-60:40；所述处理剂包括主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂Ⅰ、增粘剂、NaOH、提黏切剂、降滤失剂Ⅱ：以100mL植物油+水计，主乳化剂的含量为2-3.5g、辅乳化剂的含量为1-2.5g、降滤失剂Ⅰ的含量为1-3.5g、增粘剂的含量为1-1.5g、NaOH的含量为0.25-0.3g、提黏切剂的含量为0.1-0.2g、降滤失剂Ⅱ的含量为1.5-4g。本发明专利技术提供的以植物油为内相的水包油钻井液具有性能稳定、抗钻屑及粘土污染能力强、安全环保，可实现直接排放的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法
本专利技术涉及一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法，属于石油勘探领域。
技术介绍
钻井液是指钻井过程中使用的循环工作液。水包油钻井液体系是以水为连续相、油为分散相的水包油乳状液，主要用于解决低孔低渗、缝洞发育易井漏、地层压力系数低的储层保护问题和深井欠平衡技术难题。其油相主要采用高闪点、高燃点和高苯胺点的矿物油，如柴油、白油、原油等，但矿物油的生物毒性较大，且很难生物降解，随着各国环保标准越来越严苛，可直接排放的植物油基水包油体系的需求越来越迫切。植物油相对于其他矿物油而言有以下优点：①无毒，LC50值大于107，可实现直接排放，环境保护性能好；②芳烃含量极少，对环境对身体伤害小，且对钻井设备的橡胶部件腐蚀小；③闪点燃点高，运输使用安全；④含硫量低，二氧化硫等污染物少；⑤植物油属于可再生资源，使用植物油作为基础油符合国家节能减排战略；⑥目前三到四级植物油的成本在6000元左右，与矿物油相当，比气制油低得多；⑦植物油中含有天然乳化剂磷脂，比矿物油更易乳化。因此，研发一种以植物油为内相的水包油钻井液成为本领域亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种以植物油为内相的水包油钻井液，该钻井液性能稳定、抗钻屑及粘土污染能力强、安全环保，可实现直接排放。本专利技术的目的还在于提供一种制备上述以植物油为内相的水包油钻井液的方法。为达到上述目的，本专利技术提供了一种以植物油为内相的水包油钻井液，该钻井液包括植物油、水和处理剂，其中：所述植物油与水的体积比为40:60-60:40；所述处理剂包括主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂Ⅰ、增粘剂、NaOH、提黏切剂、降滤失剂Ⅱ：以100mL植物油+水计，主乳化剂的含量为2-3.5g、辅乳化剂的含量为1-2.5g、降滤失剂Ⅰ的含量为1-3.5g、增粘剂的含量为1-1.5g、NaOH的含量为0.25-0.3g、提黏切剂的含量为0.1-0.2g、降滤失剂Ⅱ的含量为1.5-4g。上述处理剂的含量是以100mL的植物油与水的混合物为基准计算的。在上述钻井液中，优选地，所述钻井液的密度为0.89-0.99g/cm3。在上述钻井液中，优选地，所述主乳化剂包括烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基磷酸单酯盐中的一种；更优选地，所述烷基苯磺酸钠的通式为R-C6H4-SO3Na，其中R为C11-C13的烷基；所述烷基磷酸单酯盐的通式为RO(CH2CH2O)n-PO3M2，其中R为C8-C18的烷基，M为K、Na或二乙醇胺，n＝1-10(优选3-5)。上述主乳化剂能够在40:60-60:40大范围油水比和50℃-170℃温度范围内长期使用，乳化稳定性和高温稳定性高。在上述钻井液中，优选地，所述辅乳化剂包括烷基醇酰胺、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种；更优选地，所述烷基醇酰胺的通式为RCON(CH2CH2OH)2，其中R＝C12-C18的烷基。在上述钻井液中，优选地，所述降滤失剂Ⅰ包括氧化沥青、天然沥青、腐殖酸酰胺中的一种。在上述钻井液中，优选地，所述增粘剂包括羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟乙基纤维素中的一种。在上述钻井液中，优选地，所述提黏切剂包括黄原胶、膨润土中的一种。在上述钻井液中，优选地，所述降滤失剂Ⅱ包括磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青中的一种。在上述钻井液中，优选地，所述植物油包括椰子油、棉籽油、蓖麻油、菜籽油、大豆油中的一种或几种的组合；更优选为几种植物油的组合，各组分可以是以任意比混合的。在上述钻井液中，优选地，所述水为淡水。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种制备上述以植物油为内相的水包油钻井液的方法，其包括以下步骤：先量取植物油，向其中依次加入主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂Ⅰ，然后在10000-11000r/min下搅拌20-30分钟，得到油相；再量取水，向其中依次加入增黏剂、NaOH、提黏切剂，在10000-11000r/min下搅拌15-20分钟后，再加入降滤失剂Ⅱ，在10000-11000r/min下搅拌15-20分钟，得到水相；最后将油相加入到水相中，继续搅拌至乳状液乳化完全，得到以植物油为内相的水包油钻井液。本专利技术提供的以植物油为内相的水包油钻井液具有以下有益效果：1、本专利技术以椰子、大豆等廉价植物油为基础油，代替柴油、白油等矿物油，研制出了以植物油为内相的水包油钻井液，钻井液的密度范围为0.89-0.99g/cm3。该钻井液可抗170℃高温，热滚16小时前后均能保持乳状液性能稳定，流变性能良好，高温高压滤失量低；抗钻屑及粘土污染能力强，能保持10天不发酵腐败，渗透率恢复值高达90％，储层保护效果突出。微观结构呈紧密排列大小不一的球型结构，界面膜厚乳状液稳定，常温及170℃高温下乳状液中部粒径变化非常小，乳液整体稳定，未发现澄清层及破乳现象，TSI稳定系数低。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。2、本专利技术选用的基础油为大自然生物链中的植物油，不仅自身可生物降解，而且由于自身即为乳化剂，配套处理剂的用量少，且所用的处理剂均为环保型处理剂，所配置的油基钻井液为环境友好、储层友好的双保型钻井液体系。3、本专利技术采用的基础油来源广，价格便宜，且配套处理剂加量少，能够有效降低油基钻井液成本，且其含油钻屑可直接排放、废弃钻井液处理成本超低，综合成本低，经济效益突出。附图说明图1为实施例1的以植物油为内相的水包油钻井液的显微镜图。图2为普通水包油钻井液的显微镜图。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本实施例提供一种制备以植物油为内相的水包油钻井液的方法，具体步骤如下：油水体积比为60/40，先量取240mL椰子油，依次加入12g十二烷基苯磺酸钠、7.2g烷基醇酰胺(RCON(CH2CH2OH)2，其中R为C12烷基)、4g氧化沥青，在11000r/min下高速搅拌30分钟，得到油相。量取160mL清水，分别加入6g羧甲基淀粉、1gNaOH、0.4g黄原胶，在11000r/min下高速搅拌20分钟后，再依次加入16g磺甲基酚醛树脂，在11000r/min下高速搅拌20分钟，得到水相。最后一边高速搅拌一边缓缓地将油相加入到水相中，继续在11000r/min下高速搅拌30分钟，使得乳状液乳化完全，形成的界面膜稳定，乳状液稳定，得到以植物油为内相的水包油钻井液。实施例2本实施例提供一种制备以植物油为内相的水包油钻井液的方法，具体步骤如下：油水体积比为50/50，先量取200mL大豆油，依次加入10gtween-60(上海沪试化工有限公司)、6gOP-4(天津雄冠科技发展有限公司)、6g天然沥青，在11000r/min下高速搅拌30分钟，得到油相。量取200mL清水，分别加入5g羟乙基淀粉、1gNaOH、0.6g膨润土，在11000r/min下高速搅拌20分钟后，再依次加入14g磺化褐煤树脂，在11000r/min下高速搅拌20分钟，得到水相。最后一边高速搅拌一边缓缓地将油相加入到水相中，继续在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以植物油为内相的水包油钻井液，该钻井液包括植物油、水和处理剂，其中：所述植物油与水的体积比为40:60‑60:40；所述处理剂包括主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂Ⅰ、增粘剂、NaOH、提黏切剂、降滤失剂Ⅱ：以100mL植物油+水计，主乳化剂的含量为2‑3.5g、辅乳化剂的含量为1‑2.5g、降滤失剂Ⅰ的含量为1‑3.5g、增粘剂的含量为1‑1.5g、NaOH的含量为0.25‑0.3g、提黏切剂的含量为0.1‑0.2g、降滤失剂Ⅱ的含量为1.5‑4g。

【技术特征摘要】
1.一种以植物油为内相的水包油钻井液，该钻井液包括植物油、水和处理剂，其中：所述植物油与水的体积比为40:60-60:40；所述处理剂包括主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂Ⅰ、增粘剂、NaOH、提黏切剂、降滤失剂Ⅱ：以100mL植物油+水计，主乳化剂的含量为2-3.5g、辅乳化剂的含量为1-2.5g、降滤失剂Ⅰ的含量为1-3.5g、增粘剂的含量为1-1.5g、NaOH的含量为0.25-0.3g、提黏切剂的含量为0.1-0.2g、降滤失剂Ⅱ的含量为1.5-4g；其中，所述主乳化剂包括烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基磷酸单酯盐中的一种；所述烷基苯磺酸钠的通式为R-C6H4-SO3Na，其中R为C11-C13的烷基；所述烷基磷酸单酯盐的通式为RO(CH2CH2O)n-PO3M2，其中R为C8-C18的烷基，M为K、Na或二乙醇胺，n＝1-10；所述辅乳化剂包括烷基醇酰胺、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种；所述降滤失剂Ⅰ包括氧化沥青、天然沥青、腐殖酸酰胺中的一种；所述降滤失剂Ⅱ包括磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青中的一种。2.根据权利要求1所述的钻井液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁，赵志良，王双威，李丛俊，刘继亮，李龙，张志磊，李爽，杨峥，冯杰，
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